A adubação orgânica proporciona melhor aproveitamento do solo e menos impacto ambiental. Estudos relacionados com constituintes orgânicos ricos em potássio sobre cultivares de girassol se fazem necessários, pois o potássio é um nutriente que tem grande influência sobre a produção de aquênios. Dessa forma, a pesquisa teve como objetivo avaliar as características fisiológicas e bioquímicas de dois cultivares de girassol submetidos à adubação com resíduo orgânico de elevado teor potássico. O experimento empregado foi de blocos casualizados em esquema fatorial 2 x 4 + 2 sendo dois cultivares de girassol (BRS 122 e BRS 323), quatro doses do resíduo orgânico (0, 40, 80 e 120 Kg ha-1) mais o cloreto de potássio na dosagem de 60 Kg.ha -1. Os dados foram submetidos à análise de variância, com o teste de Tukey a 5 % de probabilidade para comparação de médias e análise de regressão. Realizou-se medições da temperatura foliar e das taxas de fotossíntese, transpiração, condutância estomática, concentração interna de CO2 e a relação entre a concentração interna e externa de CO2, também se determinou a concentração dos N-aminosolúveis, das proteínas e dos carboidratos solúveis. Os resultados evidenciaram que não houve diferença significativa quanto aos tratamentos (resíduo orgânico e o cloreto de potássio), ou seja, o resíduo orgânico não influenciou na fisiologia dos cultivares de girassol, pode ser utilizado como fonte de potássio nessa cultura.Palavras-chave: Helianthus annuus L.; potássio; trocas gasosas; solutos orgânicos. PHYSIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL RESPONSES OF SUNFLOWER CULTIVARS SUBMITTED THE FERTILIZATION WITH ORGANIC RESIDUE ABSTRACT:The organic fertilizer has provided best soil use and less environmental impact, studies related to organic constituents rich in potassium on sunflower cultivars is necessary, because potassium is a nutrient that has great influence on the production of achenes. Thus, the research aimed to evaluate the physiological and biochemical characteristics of two sunflower cultivars submitted to fertilization with organic residue of high potassium content. The experiment was a randomized block in factorial scheme 2 x 4 + 2 with two sunflower cultivars (BRS 122 e BRS 323), four doses of organic residue (0, 40, 80 e 120 Kg ha-1) more potassium chloride at a dose of 60 kg. ha -1 for both cultivars. The data were submitted to analysis of variance with Tukey test at 5% probability to compare averages and regression analysis. Measurements was performed in the leaf temperature and of the photosynthetic rates, transpiration, stomatal conductance, internal CO2 concentration and internal and external ratio of carbon, also determined the concentration of N-aminosolúveis, protein and soluble carbohydrate. The results showed that there was no significant difference between treatments (organic residue and potassium chloride), that is, the organic residue does not influence the physiology of sunflower cultivars, can be used as a potassium source in this culture.Keywords: Helianthus annuus L.; potassium; gas exchange; organic solutes.