在芝麻进入到开花结蒴阶段后，其生长是一生中为迅速的，此阶段营养生长与生长发育一起进行，并且也是需求肥料多的时期，此阶段所吸收的营养元素占一整个生育期间的七十到八十。根据实践表明，追施花肥可以提高产量达三十以上。花肥主要是以施用化肥较为方便，也可以施用充分腐熟的饼肥、粪肥及厩肥等。在条播时应该在作物行中间开沟条施或是点施，施入大约10厘米左右土壤层中，以方便植株根系的吸收，施用后进行覆土，将田间杂草干净。在撒播的情况下，除了施用充分腐熟的饼肥或是颗粒状尿素可以掺土撒施，随即中耕松土掩肥之外，其它类型的化肥都应该开穴点施，禁忌撒施，以避免肥料粘附到芝麻叶片茸毛上，造成烧苗。在天气干燥时，施用后进行灌水，才可以充分发挥肥效。通常是每亩使用尿素5千克到8千克。
除此之外，在芝麻始花至盛花期，还应该给叶面喷肥。芝麻的茎杆直立，叶片较为宽阔，茎、叶、花上密生茸毛，接收及附着肥液能力比较强，给叶面喷施肥料的成本低、效果高、水肥同时补充效果好，喷肥还可以结合防治病虫。根据试验表明，在芝麻花期喷洒两次磷酸二氢钾溶液，千粒重平均可以提高0.09克，增产率达到十九。喷施二次也就是在初花期喷洒1次，每间隔5到7天之后喷施第二次，通常每亩使用磷酸二氢钾200克到250克，添加清水50千克到62.5千克稀释之后喷洒在叶片的正反面，选在阴天或是晴天的傍晚进行，防止在喷肥时受到高温以及干热风的干扰，降低营养液体水分的蒸发率，这样作物叶片对营养元素的吸收更加有利。
