向日葵的叶为双子叶,分为子叶和真叶 。子叶一对 。真叶在茎下部1至3节常为对生,以上则为互生 。真叶比较大 , 叶面和叶柄上着生短而硬的刚毛,并覆有一层蜡质层 。叶片数目因品种不同而异,早熟种一般为25至32片,晚熟种为33至40片 。茎下部叶片在开花前制造养分,主要供给根部生长,到开花时其功能基本结束 。中上部叶片制造的养分主要供给花盘促使种子形成 。
向日葵为头状花序 , 生长在茎的顶端,俗称花盘 。其形状有凸起、平展和凹下三种类型 。花盘上有两种花,即舌状花和管状花 。舌状花1至3层,着生在花盘的四周边缘,为无性花 。授粉发生在盘状小花外缘的向日葵的花部分上,并且朝向中心移动更多,并且在向日葵授粉达到成熟后需要长达30天 。花的颜色和大小因品种而异,有橙黄、淡黄和紫红色 , 具有引诱昆虫前来采蜜授粉的作用 。管状花,位于舌状花内侧 , 为两性花 。花冠的颜色有黄、褐、暗紫色等 。
果实为瘦果,习惯称为种子、瓜子,俗称葵花籽,可食用 。果实包括果皮、种皮、胚三部分 。向日葵种子的内部部分被称为核仁 。这些仁包含人类食用的称为瘦果的干果 。这些瘦果形成在盘状小花的下部卵巢中的植物的开花部分下方 。除了供人食用外,葵花籽还可用于动物饲料和油脂 。科学家现在正在生产生物柴油燃料中使用向日葵种子,这是一种对环境安全的燃料的绝佳选择 。食用型种子较长,果皮黑白条纹占多数,果皮厚,约占种子重量的40%以上 , 千粒重100至200克 。油用型种子较短小,果皮多为黑色,皮薄 , 约为种子重量的20至30%,千粒重40至110克 。向日葵种子含有38至42%的油,含有大量的维生素E和38%的蛋白质 。
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