Подсолнечник (Helianthus annuus L) относится к семейству Астровые (Asteraceae).
В настоящее время его принято делить на два вида — культурный (Helianthus cultus Wenzl) и дикорастущий (Helianthus ruderalis Wenzl). К первому из них относятся два подвида: культурный посевной (ssp. sativus Wenzl) и культурный декоративный (ssp. ornamentalis Wenzl). По размерам семянок, их масличности и лузжистости сорта и гибриды подсолнечника делятся на три группы — масличные, грызовые и межеумки. У первой из них мелкие семянки (длина 8-14 мм, масса 1000 штук 35-75 г), низкая лузжистость (22-36%), крупное, хорошо заполняющее полость, ядро с содержанием жира в нем от 53 до 63%, что составляет 40-56% от массы семянки.
У второй группы крупные семянки (длина 15-25 мм, масса 1000 штук 100-170 г), высокая лузжистость (42-56%), ядро плохо заполняет полость, и масличность более низкая (20-35%). У грызовых сортов и гибридов обычно крупные растения, поэтому они часто возделываются на силос. Межеумки занимают промежуточное положение по всем морфологическим признакам. Производственное значение имеют масличные гибриды и сорта. В нашей стране распространены в основном панцирные селекционные гибриды и сорта, в кожуре которых имеется особый панцирный слой черного цвета (фитомелан), содержащий до 76% углерода. Они не поражаются подсолнечной молью и другими вредителями. У подсолнечника прорастание семян во влажной почве начинается при температуре +4-6°С, а по мере потепления оно ускоряется, при +16°С всходы появляются через 10 дней. Наклюнувшиеся семена могут переносить кратковременные понижения температуры до -10°С, а молодые всходы до -5 — -8°С.
При повреждении точки роста растения сильно ветвятся, поэтому на корм его можно сеять в самые ранние сроки. Он очень чувствителен к осенним похолоданиям и не переносит даже легких заморозков на почве. Для формирования урожая зеленой массы подсолнечник требует меньше тепла, чем кукуруза. Этим объясняется возможность продвижения его культуры далеко на север и получения хороших урожаев зеленой массы в сравнительно холодные годы. У этой культуры принято выделять следующие фазы роста и развития: прорастание семян; появление всходов; первая и вторая пары листьев; третья и четвертая пары листьев; бутонизация; цветение; рост и налив семянок; созревание; полная спелость. Следует отметить, что корзинка начинает закладываться через 15-20 дней после всходов в фазе 2-3 пар листьев, затем темпы роста ее ускоряются. Кафедра растениеводства Донского агроуниверситета (Алабушев В. А. и др., 2001) предлагает следующую взаимосвязь фаз роста и развития, этапов органогенеза и элементов продуктивности для этой культуры.
Фазы роста и развития, этапы органогенеза и формирование элементов продуктивности подсолнечника
| Фазы | Этапы органогенеза и ведущие процессы | Формирование элементов продуктивности |
| Всходы | I — конус роста недифференцирован, слабо заметен, имеет плоскую форму | Число растений на площади |
| 1-я пара листьев
2-я пара листьев 3-я пара листьев |
II — конус роста увеличивается, образуются зачатки стебля и листьев
III — образование цветоложа, рост нижних листьев IV — закладка цветочных бугорков |
Габитус растений (высота, ветвистость) |
| Образование соцветия | V — формирование покровных и генеративных органов цветка.
VI — в пыльниках образуется пыльца, в завязи — зародышевый мешок VII — рост цветков, тычиночных нитей |
Число цветков в соцветии |
| Цветение | VIII — развитие венчика, обертка корзинки разворачивается, из венчика выходит пыльник
IX — цветение и оплодотворение |
Число семянок в корзинке |
| Фрмирование семянки | X — формирование семянки (рост в длину) | Размер семянки |
| Налив семянок | XI — отложение запасных веществ, накопление масла | Масса семянки |
| Созревание семянок | XII — переход питательных веществ в запасные, увеличение содержания масла | Масса семянки |
Подсолнечник относится к очень светолюбивым культурам, поэтому при пасмурной погоде и в затененных условиях рост и развитие его угнетаются.
Загущение приводит к вытягиванию растений, образованию на них мелких желтеющих листьев. Так как он является короткодневным видом, то при увеличении длины дня усиливается рост растений и накопление зеленой массы, но при этом задерживается цветение и созревание. Поэтому при продвижении этой культуры с юга на север возрастает продуктивность зеленой массы, но задерживается созревание семян и урожайность их уменьшается. Цветение наступает примерно через 50-60 дней после всходов и продолжается 20-25 дней (каждая корзинка цветет 8-10 дней). Максимальные приросты их отмечаются в течение 8-10 дней после завершения цветения, но рост продолжается до самого пожелтения. В зависимости от гибрида (сорта) и условий возделывания созревание их отмечается через 70-120 дней после появления всходов, а налив семянок — в течение 32-42 дней со времени оплодотворения. Послеуборочное физиологическое дозревания семянок может колебаться от 10 до 50 дней.
Подсолнечник может извлекать влагу из глубоких слоев почвы. Хорошая опушенность стеблей и листьев, а также приспособленность устьиц к постоянной транспирации способствуют большой устойчивости к жаре и засухе, особенно до начала цветения. Больше всего влаги (60%) растения потребляют в критический период — от образования корзинок до конца цветения, перед и после него этот показатель составляет соответственно 22% и 18%. Недостаток влаги в почве в это время считается одной из причин пустозерности в центре корзинок. Транспирационный коэффициент у этой культуры равен 470-570. Подсолнечник менее требователен к почвам, чем кукуруза. Лучшими для него считаются черноземы (супесчаные и суглинистые), а также каштановые почвы. В то же время заболоченные, легкие песчаные и солонцеватые почвы мало подходят для него. Подсолнечник хорошо приспособлен к эффективному использованию питательных веществ почвы, по этому показателю он превосходит многие полевые культуры, в том числе пшеницу. Для получения 2-3 т/га семян должны строго выполняться все элементы агротехнологии (размещение в севообороте; использование различных по скороспелости гибридов и сортов, устойчивых к болезням и вредителям; формирование оптимальной густоты стояния растений и др.).