Подсолнечникам характерен видовой полиморфизм. В зависимости от вида — это травы, полукустарники и кустарники. Большинство из них многолетники[3][4].
Характерен высокий стебель, покрытый супротивными или попеременными жёсткими листьями[5].
Соцветие: у одних видов небольшая, у других — очень крупная головка, одиночная, или по нескольку в раскидистой метёлке. Головка имеет полушаровидную или широкую обвёртку, состоящую из 2 или многих рядов листков; общее цветоложе плоское, либо более или менее выпуклое, покрытое сложенными вдоль плёнчатыми, иногда довольно жёсткими, прицветниками; краевые цветки бесполые, язычковые, расположены в 1 ряд; центральные цветки обоеполые трубчатые.
Плод — продолговатая четырёхгранная или сжатая с боков семянка, несущая 2-4 сваливающихся острия, или 2 довольно крупных, сухо-кожистых чешуйки.
Учёный Х. Фогель (H. Vogel) в 1979 году предложил модель для распределения цветков и семян в корзинке цветка подсолнечника, которая имеет вид:
где θ — угол, r — радиус или расстояние от центра, а n — номер цветка и c — константа. Это форма спирали Ферма.
Род включает, по разным данным, от 55[4] до 110[7] видов, из которых наиболее известны следующие:
Наиболее известные и распространённые виды подсолнечника — это подсолнечник масличный, или однолетний и топинамбур, или подсолнечник клубненосный[7].
Подсолнечник однолетний выращивается практически во всём мире и используется в качестве пищевого (плоды, подсолнечная халва, подсолнечные козинаки, подсолнечное масло, саломас, маргарин), медоносного, лекарственного (настойка, масло), кормового (жмых, силос, сенаж, шрот, обмолоченные корзинки, полова), технического (производство бумаги, поташа, мыла, топлива, лакокрасочных материалов), каучуконосного, мелиоративного, декоративного растения[3][4][5][8][9][10].
Подсолнечник клубненосный, также выращивается в промышленных масштабах и используется в качестве пищевого (клубни, суррогат кофе, чипсы, инулин, патока), медоносного, кормового (клубни, силос, сенаж, комбикорм), мелиоративного, декоративного растения[11][12][13].
Другие виды растений рода Подсолнечник менее распространены и в основном используются в декоративных целях.
Многие художники и поэты восхищаются цветками подсолнечника, они вдохновляют их на создание новых произведений искусства. В Великобритании в викторианскую эпоху изображение этого цветка ткали на тканях, вырезали из дерева и ковали из металла. Оскар Уайльд назвал его символом эстетического движения, которое он сам и создал. В Италии поэты Эудженио Монтале и Габриэле д`Аннунцио восхищались им в своих стихах.
Необычную и оригинальную форму подсолнечника оценили не только садоводы, но и художники, такие, как например, Антонис Ван Дейк, Клод Моне, Винсент Ван Гог, Поль Гоген, Гюстав Кайботт и др.
Французский художник импрессионист Клод Моне (1840—1926) был садоводом-любителем, он особенно восхищался подсолнечниками и часто их рисовал. Цветы и сады — излюбленная тема Моне отражена почти на всех репродукциях, украшающих его дом в Живерни в Верхней Нормандии на севере Франции. В 1883 году он искал уединения от натиска цивилизации и обрёл его в этом доме. Ему понравились светлые и просторные комнаты и близость к природе. Он очень любил цветы, но не внутри классических, геометрически правильных парков. Свой парк Клод Моне представлял как фейерверк — вдохновляемый, чувственный и украшенный подсолнечником. У него были самые разнообразные сорта этого растения, поэтому в его саду с ранней весны до поздней осени цвели подсолнечники. Сегодня дом принадлежит специальному фонду, поддерживающему сад и растения такими, какими они были при жизни художника в соответствии с его замыслами и планами.
Молодой голландский художник, живший в это же время на юге Франции в городке Арль Винсент Ван Гог (1853—1890) тоже очень любил подсолнечники. Известен портрет работы его друга Поля Гогена, разделявшего увлечение художника жёлтыми цветами («Портрет Ван Гога, рисующего подсолнухи». 1888). Гоген понимал как важна эта тема для его друга и считал «Подсолнухи» Ван Гога более живописными чем у Моне. В 1888 году Ван Гог писал своему брату Теодорусу: «Гоген сказал, что он видел подсолнухи Моне и мои ему нравятся больше». Свои художественные эксперименты, посвящённые, в том числе и цветовым контрастам, Ван Гог начал в Париже с натюрмортов с различными цветами. Когда художник перебрался на юг Франции в Арль, он начал рисовать цикл картин, посвящённый этим цветам. Ван Гог планировал написать 12 больших картин для своего дома. Так подсолнухи стали важной темой в его живописи.
Всего Ван Гог создал 11 картин с подсолнухами. 4 натюрморта с сорванными подсолнухами написаны им в Париже в 1887 году. Ещё 4 картины были написаны в 1888 г. в Арле (из них три картины хранятся — в Национальной галерее Лондона, новой пинакотеке в Мюнхене и в частной коллекции; одна — утрачена). Когда Ван Гог уехал из Арля, он создал ещё 3 авторских копии написанных подсолнухов. Самая знаменитая копия «лондонских» подсолнухов хранится в музее Ван Гога в Амстердаме. Так же он создал копию «арльских» подсолнухов на голубом фоне, сейчас она хранится в музее искусств Филадельфии. Третья авторская копия погибшей картины «Подсолнухов» (1889) хранится в Художественном музее имени японского сюрреалиста Сейджи Того в Токио.
Этот цветок, постоянно поворачивающийся к солнцу, ещё со времён барокко считался эмблемой веры и верности как в религиозном, так и в человеческом смысле. Поэтому некоторые исследователи творчества Ван Гога считают, что для него подсолнухи — не просто художественный мотив, не просто картина в жёлтых тонах, а символ верности и дружбы. А Ван Гог, как известно, был глубоко религиозным человеком, и, кроме того стремился завести в Арле круг верных друзей.
Подсолнечникам характерен видовой полиморфизм. В зависимости от вида — это травы, полукустарники и кустарники. Большинство из них многолетники.
Характерен высокий стебель, покрытый супротивными или попеременными жёсткими листьями.
Соцветие: у одних видов небольшая, у других — очень крупная головка, одиночная, или по нескольку в раскидистой метёлке. Головка имеет полушаровидную или широкую обвёртку, состоящую из 2 или многих рядов листков; общее цветоложе плоское, либо более или менее выпуклое, покрытое сложенными вдоль плёнчатыми, иногда довольно жёсткими, прицветниками; краевые цветки бесполые, язычковые, расположены в 1 ряд; центральные цветки обоеполые трубчатые.
Плод — продолговатая четырёхгранная или сжатая с боков семянка, несущая 2-4 сваливающихся острия, или 2 довольно крупных, сухо-кожистых чешуйки.
Учёный Х. Фогель (H. Vogel) в 1979 году предложил модель для распределения цветков и семян в корзинке цветка подсолнечника, которая имеет вид:
r = c n {displaystyle r=c{sqrt {n}}} , θ = n × 137 , 5 ∘ {displaystyle heta =n imes 137{,}5^{circ }} ,где θ — угол, r — радиус или расстояние от центра, а n — номер цветка и c — константа. Это форма спирали Ферма.