向日葵田现在在世界各地随处可见，并且非常美丽。它们激发了从梵高到克里姆特的艺术家的灵感，并且在 Instagram 时代仍然如此，正如最近的自拍热潮所示，正如一家加拿大向日葵农场所发现的那样。该农场被迫关闭，因为成千上万寻求完美自拍的游客造成了混乱。令人震惊的 7,000 辆汽车造成了长达四公里的交通拥堵。但当向日葵在 16 世纪初从美洲传入欧洲时，它们不过是花园里的新奇事物。16 世纪的英国草药学家约翰·杰拉德（John Gerard）对他在伦敦霍尔本花园的向日葵只有 4.3 米高感到失望（他的欧洲竞争对手的向日葵高达 7.3 米）。如今，向日葵以其巨大的黄色花头成为地球上最容易辨认的植物之一。
它们的普及程度——以及向日葵自拍照片的普及程度——的增长，在很大程度上归因于其在石油生产中的使用量不断增加。在过去的 60 年里，我们饮食结构和工业需求的变化意味着全球油料作物产量翻了一番多。四种油料作物消耗了大部分土地：油棕、大豆、油菜和向日葵。
向日葵有两种主要的商业用途：油和糖果（用于直接食用种子）。油用向日葵品种的种子小而黑，富含油脂，外壳薄，压榨后可产生一种几乎无味的浅色食用油，富含不饱和脂肪酸（尤其是油酸和亚油酸）。这种油广泛用于烹饪、制造人造黄油甚至生物柴油生产。榨油后的残余物用于制造高蛋白动物饲料。另一方面，糖果用向日葵品种的种子较大，有条纹，含油量低，外壳厚。油用和糖果用向日葵品种都是经过数百年从野生植物精心选育和繁殖的结果。
在向日葵的原产大陆北美，其产量对全球产量贡献甚微；产量高峰出现在 20 世纪 70 年代末，但在 80 年代急剧下降。如今，大多数向日葵生长在前苏联。
苏联向日葵
一年生向日葵，属于约 50 个美洲物种的属，大约 5000 年前在北美被驯化。北美原住民将向日葵用于食品和医药，作为纤维和染料植物，以及用于制作乐器和捕捉鸟类的陷阱。
在欧洲和北美大部分地区，商业上对向日葵作为油料作物的兴趣发展缓慢。相比之下，俄国人在 18 世纪末就开始使用向日葵作为油料作物，这或许是因为俄罗斯东正教没有禁止在四旬期内食用这种油。到 19 世纪末，俄国人已经选育出高产的油用和糖果用品种，这些品种被 俄罗斯移民 带回北美。
20 世纪初，苏联植物育种家瓦西里·斯捷潘诺维奇·普斯托沃伊特（Vasilii Stephanovich Pustovoit）开始选育高油分向日葵。1913 年的种子含油量约为 30%，到 20 世纪 50 年代末，种子含油量约为 50%。这一变化很大程度上是通过培育包裹着果仁的薄种皮实现的。到 20 世纪 60 年代，西方商业向日葵油生产就基于苏联向日葵品种“Peredovik”。
苏联向日葵种子甚至卷入了冷战——高质量的种子在苏联和美国植物育种家之间秘密流转。
苏联向日葵育种家利用一年生向日葵的天然变异来实现商业进步。但到 20 世纪中叶，北美育种家采用了不同的方法，杂交了野生和栽培的向日葵品种，以利用杂交优势带来的产量优势。如今，大多数商业向日葵农民种植杂交向日葵种子。
杂交品种
杂交向日葵种子可以通过缓慢、细致且昂贵的绝育单个花朵来制造雌株，然后手工授粉。或者，使用不能产生可育花粉的突变向日葵作为杂交亲本的雌株。
昆虫对于每年种植的大量杂交向日葵种子的生产至关重要，因为花粉必须从雄性可育植物转移到雄性不育植物。没有昆虫，杂交向日葵种子的生产将无利可图。但是一旦到了农民的田地里，向日葵作物就不再依赖昆虫了：作物种子是由用自身花粉授粉的花朵产生的。但是下个季节需要购买新种子。
向日葵育种至今仍在积极进行。农民希望种植向日葵的环境以及消费者希望使用收获物的方式，都对育种家提出了新的要求。例如，高度是每个孩子都希望他们的向日葵达到的。但对农民来说，必须避免高大的向日葵。用于支撑茎干的能量不能用于制造种子。而大雨和强风会吹倒高大、头重的植株。
过去一个世纪向日葵形态和用途的巨大变化表明，如果拥有合适的遗传资源，育种家可以取得什么成就。如果我们继续使向日葵适应不断变化的气候，我们必须确保多样化的基因得到保护，以供后代使用——确保那些向日葵田仍然是拍照的理想场所。
斯蒂芬·哈里斯（Stephen Harris）是牛津大学植物科学副教授。本文最初发表在 The Conversation。
