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向日葵為頭狀花序，生長在莖的頂端，俗稱花盤。其形狀有凸起、平展和凹下三種類型。花盤上有兩種花，即舌狀花和管狀花。舌狀花1～3層，著生在花盤的四周邊緣，為無性花。它的顏色和大小因品種而異，有橙黃、淡黃和紫紅色，具有引誘昆蟲前來采蜜授粉的作用。管狀花，位于舌狀花內側，為兩性花。花冠的顏色有黃、褐、暗紫色等。
向日葵主花期是七月中旬至八月中、下旬。 花期可達兩周以上。
田間有75%植株的舌狀花開放，即進入開花期。一個花盤從舌狀花開放至管狀花開放完畢，一般需要6～9天。從第二天至第五天是該花序的盛花期。這4天開花數約占開花數量的75%。花多在早晨4～6點開放，次日上午授粉、受精。未受精的枝頭可保持7～10天不凋萎。向日葵自花授粉結實率極低，僅為3%左右，而異花授粉結實率高。
向日葵養護注意事項
(1)向日葵缺氮： 苗期生長不快，植株纖細瘦弱，葉片小且薄，呈黃綠色或淺綠色;生育中期缺氮，下部葉片早期變黃，花盤小，營養器官生長明顯變差，造成植株早衰。
(2)向日葵缺磷： 植株和花發育不良。
(3)向日葵缺鉀： 植株生長緩慢，葉片變黃，葉上現褐色的斑點，這些斑點最后干枯成薄片破碎脫落，含油量下降。
(4)向日葵缺鈣：在形成花前后均出現莖彎曲現象。
(5)向日葵缺硫：葉和花序色淡，節間較短，植株矮小。
(6)向日葵缺鎂：脈間失綠。
(7)向日葵缺錳： 葉片呈網狀失綠。
(8)向日葵缺硼： 子葉張開后生長點受損或死亡或腋芽萌發形成植株，生育不正常，植株矮小，莖稈具褐鉤縱帶狀痕。花盤形成后，支撐花盤的莖失去跟著太陽轉的能力，有的總低垂著頭，有的頭總朝天，下部老葉肥厚，暗綠色，上部葉小且卷曲，葉肉失綠，葉脈突出。
(9)向日葵缺鋅： 生長受阻，上位葉黃化壞死。
(10)向日葵缺鐵： 上位葉片全變黃，葉脈仍為綠色。
(11)向日葵缺銅： 上位葉與花冠畸形。