Research Article

Sunflower seed yield and quality stabilize across planting dates during hot, dry seasons under rainfed conditions in South Africa^☆

En Afrique du sud, le rendement et la qualité du tournesol cultivé sans irrigation sont stables quelle que soit la date de semis en conditions chaudes et sèches

¹ Department of Plant and Soil Sciences, University of Pretoria, Private bag X20, Hatfield 0028, South Africa
² Forestry and Agricultural Biotechnology Institute (FABI), University of Pretoria, Private bag X20, Hatfield 0028, South Africa
³ Department of Geography, Geoinformatics and Meteorology, University of Pretoria, Private Bag X20, Hatfield 0028, South Africa
⁴ Biotechnology Platform, Agricultural Research Council, Private Bag X05, Onderstepoort 0110, South Africa
⁵ Department of Biochemistry, Genetics and Microbiology, University of Pretoria, Private bag X20, Hatfield 0028, South Africa

^* Corresponding author: Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

Received: 6 November 2025
Accepted: 20 March 2026

Abstract

South Africa is a water-scarce country predominantly practicing dryland agriculture, relying on rainfall onset to determine planting date. Sunflower is commonly considered a substitute crop, planted when primary crops face delayed plantings. The interaction between crop development and environmental variability is critical in Southern Africa because projections indicate warming of up to twice the rate of the global average. We investigated sunflower planting dates and production across two austral summer seasons (2020/2021 and 2021/2022) and two provinces of South Africa. A widely grown cultivar was sown monthly through the summer (from November to March) in a split-plot design. Plant height and leaf number were recorded weekly. Plants were harvested at physiological maturity for morphological and yield assessments. The hotter, drier first season (2020/2021 austral summer) led to the plantings reaching physiological maturity approximately 25 days earlier than in the wetter, cooler season (2021/2022 austral summer). In the hot/dry season, seed yield and quality were lower but more stable across planting dates. In the wetter/cooler second season, there were sharp declines in yield (78.8 g/plant, equivalent to 3.2 tons/ha ) and greater variation in oleic acid (up to 59.9%) across planting dates. These results highlight sunflowers’ stability under hot, dry conditions, supporting their use as a substitute crop.

Résumé

L’Afrique du Sud est un pays confronté à la rareté de l’eau mais pratiquant peu l’irrigation. Ainsi, la date de semis dépend du début des pluies. Le tournesol est souvent considéré comme une culture de substitution quand les semis des cultures principales sont retardés. L’interaction entre le développement des cultures et la variabilité environnementale est critique en Afrique australe, les projections indiquant un réchauffement jusqu’à deux fois plus rapide que la moyenne mondiale. Nous avons étudié les dates de semis et la production du tournesol sur deux saisons d’été austral (2020/2021 et 2021/2022) et dans deux provinces d’Afrique du Sud. Un cultivar largement cultivé a été semé mensuellement durant l’été (de novembre à mars) avec un plan en split-plot. La hauteur des plantes et le nombre de feuilles ont été enregistrés chaque semaine. Les plantes ont été récoltées à maturité physiologique pour des évaluations morphologiques et de rendement. Par rapport à une première saison (été austral 2020/2021) plus humide et plus fraîche, la maturité physiologique était environ 25 jours plus rapide la seconde saison (été austral 2021/2022) plus chaude et plus sèche avec des rendements en graines et qualités plus faibles mais plus stables entre dates de semis. Pour l’année humide et fraîche, il y avait des réductions significatives en rendement (78,8 g/plante, équivalent à 3,2 t/ha) et une plus grande variation de l’acide oléique (jusqu’à 59,9%) entre dates de semis. Ces résultats soulignent la stabilité du tournesol en conditions chaudes et sèches, soutenant son utilisation comme culture de substitution.