Le tournesol fleurit de juillet à octobre.
Les plantes immatures dont le bouton de fleur n'a pas encore été ouvert font preuve d'héliotropisme : pendant la journée, le bouton de fleur tourne avec le soleil les jours ensoleillés. La nuit, le bouton de fleur revient à sa position orientale. Ce mouvement quotidien est causé par une croissance inégale due à l'élongation des cellules de la tige de la fleur. Un tournesol n'a pas de pulvini (coussins de feuilles). Au moment où l'inflorescence s'ouvre, la tige de la fleur se raidit dans sa position orientale ; l'héliotropisme est alors terminé. Ainsi, les tournesols en fleurs pointent vers l'est toute la journée.
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