thumb|Pokrój roślin kwitnących thumb|Bulwy topinamburu Słonecznik bulwiasty, topinambur, bulwa, bulwyW literaturze specjalistycznej spotykana jest zarówno nazwa zapisywana w liczbie pojedynczej, jak i w mnogiej – patrz sekcja „Nazewnictwo”. (Helianthus tuberosus L.) – gatunek rośliny z rodziny astrowatych, pochodzący z Ameryki Północnej. Został rozpowszechniony na różnych kontynentach jako roślina jadalna, pastewna i ozdobna. Gatunek jest ceniony ze względu na duży potencjał produkcyjny biomasy zielonej oraz z powodu jadalnych bulw. Mają one oryginalny smak i są wartościowym warzywem, zwłaszcza w diecie cukrzycowej. Poszczególne części rośliny znajdują wielorakie zastosowania, a rozwój techniki pozwala na coraz lepsze wykorzystanie uzyskiwanych plonów. W ostatnich latach gatunek ten przykuwa uwagę naukowców jako roślina użytkowa o potencjalnie dużym znaczeniu. Cechuje się niewielkimi wymaganiami, rośnie w bardzo różnych warunkach. Ze względu na łatwość, z jaką odrasta z organów podziemnych, skutecznie się rozprzestrzenia i dziczeje z upraw. Na wielu obszarach jest z tego powodu uciążliwym gatunkiem inwazyjnym.
Rozmieszczenie geograficzne Rodzimym obszarem jego występowania jest Ameryka Północna, przy czym – ze względu na jego szerokie rozpowszechnienie przez człowieka – trudno wskazać obszar występowania pierwotnego. W okresie prekolumbijskim był wykorzystywany i uprawiany przez Indian w północno-wschodniej części kontynentu. W stanie dzikim rośnie w Kanadzie od Saskatchewan do Ontario, sięgając na południu po stany Arkansas, Georgia i Tennessee.
Do Europy gatunek ten trafił na początku XVII wieku, kiedy to do Francji przywiózł go Samuel de Champlain. W Anglii był obecny już w 1617 roku. Na ziemiach polskich uprawiany jest od 1730. Dalej na wschodzie, w Rosji, znalazł się dopiero w drugiej połowie XIX wieku. Wcześniej trafił do Indii. Jako uciekinier z upraw topinambur rozprzestrzenia się od około połowy XX wieku. Obecnie rośnie dziko niemal w całej Europie, na Azorach, w Ameryce Środkowej i Południowej, w Nowej Zelandii, Japonii, północnych Chinach i Iranie. Uprawiany jest na obu półkulach, poza klimatem umiarkowanym także w tropikach. Na różnych obszarach, poza zasięgiem pierwotnym, uznawany jest za gatunek inwazyjny, w związku z czym postuluje się i realizuje działania ograniczające jego rozprzestrzenianie i kontroluje jego zasoby.
W Polsce, jako kenofit jest już rozpowszechniony na całym niżu i w niższych położeniach górskich. Stanowi zagrożenie dla gatunków rodzimych i postuluje się zaniechanie jego uprawy na obszarach chronionych, w pobliżu wód i lasów, w miejscach przyrodniczo cennych.
Morfologia Część podziemnaRoślina poza cienkimi, włóknistymi korzeniami wytwarza sznurkowate, białawe rozłogi podziemne osiągające maksymalnie nieco ponad 1,2 m długości. Na ich końcach powstają podziemne bulwy pędowe. Mają one kształt elipsoidalny lub gruszkowaty. Jedna roślina wytwarza od kilku do kilkudziesięciu bulw o różnej wielkości – ich grubość wynosi od 3 do 6 cm a długość do ok. 7–10 cm. W zależności od odmiany skórka bulw ma kolor biały, kremowobiały, różowawy lub fioletowoczerwony. Miąższ zawsze biały lub kremowobiałyZbigniew T. Nowak: Topinambur – wielkie odkrycie medycyny, [w:] „Natura i zdrowie”, dodatek do miesięcznika „Przyroda Polska”, nr 10, październik 2019, s. 5.. ŁodygaWzniesiona, prosta, osiąga zwykle od 1 do 2 m wysokości, rzadko zdarzają się rośliny o niższe (nawet 0,4 m) lub wyższe (do 3 m). Przekrój ma prawie okrągły, jest podłużnie bruzdowana, często czerwono nabiegła, a poza tym cała szorstko, białawo owłosiona. Sztywne, zagięte i nierównej długości włoski są gęste, zwłaszcza w górnej części pędu. Liście Ulistnienie jest naprzeciwległe z wyjątkiem najwyższej części pędu, gdzie liście wyrastają skrętolegle. Blaszka liściowa osiąga długość 10–23 cm i szerokość 7–15 cm. Ma kształt jajowaty lub lancetowaty, na szczycie jest zaostrzona. U nasady się zwęża lub jest ucięta, ale tuż przy ogonku zbiega klinowato, wąsko oskrzydlając ogonek. Brzeg blaszki liściowej jest grubo piłkowany. Szorstko owłosione z obu stron liście są od spodu jaśniejsze i tu też znajdują się siedzące, połyskujące gruczołki. Poza żyłką główną wyróżniają się grubością dwa dolne nerwy boczne.
Kwiaty Zebrane są w koszyczki powstające w liczbie od 3 do 15 na roślinie, na szypułach o długości 1–15 cm. Zewnętrzne kwiaty w koszyczku, to płonne, żółte kwiaty języczkowe o długości 2,5–4,5 cm. Jest ich zwykle niewiele ponad 10. Wewnątrz koszyczka znajdują się drobne, płodne kwiaty rurkowe z ciemnożółtymi łatkami. Pięć pręcików zrośniętych jest ciemnobrązowymi pylnikami w rurkę. Kielich przekształcony w pappus w postaci 2 ościstych, szybko odpadających łusek o długości 2–3 mm. Koszyczek okryty jest ciemnozielonymi lub prawie czarnymi, luźno odstającymi, mniej więcej równej długości lancetowatymi listkami okrywy, których jest 22–35. Listki te na końcach wyciągnięte są w długi kończyk. Średnica tarczy koszyczka, czyli bez kwiatów języczkowatych i okrywy, wynosi 1,5 do 2,5 cm. Owoc Niełupka o długości 5–7 mm, naga lub na brzegach owłosiona.
Gatunki podobne Łatwość, z jaką różne gatunki słoneczników tworzą mieszańce, utrudnia ich oznaczanie. W Ameryce Północnej problem powiększa duża liczba gatunków i mieszańców, a w Europie środkowej także relatywnie słaba wiedza o zróżnicowaniu gatunków słoneczników tu uprawianych i dziczejących. Słonecznik szorstki (H. pauciflorus) różni się przylegającymi listkami okrywy o różnej długości, nie wyciągniętymi w ostry kończyk, czasem tępymi. Kilka gatunków ma okrywy złożone z listków luźno odstających – jak u topinamburu. Słonecznik olbrzymi (H. giganteus) wyróżnia się wśród nich lancetowatymi, wąskimi (do 3 cm szerokości) i siedzącymi liśćmi (też wykształca jadalne bulwy). Słonecznik dziesięciopłatkowy (H. decapetalus) i miękkowłosy (H. strumosus) mają jaśniejsze (zielono-żółte) listki okrywy, zwłaszcza w ich dolnej części i łodygę niemal nagą i gładką. Pierwszy z tych gatunków ma liście cienkie i nagie lub słabo szorstkie, a drugi ma liście sztywne, szorstkie, gęsto owłosione, od spodu białawosine.
Biologia thumb|Pokrój roślin przed kwitnieniem
Rozwój Słonecznik bulwiasty jest byliną (geofitem), uprawianą zwykle jako roślina jednoroczna. W wyniku kiełkowania powstaje siewka z lejkowato złączonymi u nasady dwoma liścieniami. Następne liście młodociane są eliptyczne, ciemnozielone i pokryte sztywnymi włoskami. Kolejne liście właściwe mają dopiero kształt typowy dla gatunku. Jeśli roślina rozmnażana jest wegetatywnie (w Europie wyłącznie), to pędy wybijają z bulw w ciągu 10–17 dni po posadzeniu, o ile temperatura przekracza 7 °C. W miarę upływu sezonu wegetacyjnego łodyga stopniowo drewnieje. Kwitnienie przypada na okres od lipca do listopada, przy czym trwa ok. 1,5 miesiąca. Gdy roślina rośnie na stanowisku słonecznym zakwita zwykle w II połowie lipca, gdy w półcieniu – dopiero w sierpniu. Przedprątne kwiaty pozbawione są zapachu lub pachną słabo. Są owadopylne, odwiedzają je bardzo różne owady, najczęściej pszczoły i motyle. Rzadko dochodzi do samozapylenia. Poza zasięgiem naturalnym i południową Afryką nie zawsze dochodzi do kwitnienia, którego warunkiem jest długie i ciepłe lato oraz długi dzień. Owoce pozbawione puchu roznoszone są przez ptaki i wodę. Dzieje się tak głównie w obszarze zasięgu pierwotnego, bowiem w miejscach introdukcji, w tym w Europie Środkowej, nasiona zwykle nie dojrzewają. Wszędzie roślina rozmnaża się skutecznie za pomocą podziemnych bulw pędowych, które mogą być rozprzestrzeniane przez wodę i zwierzęta. Znamienna jest też duża zdolność do regeneracji roślin odrastających z fragmentów nie tylko bulw, ale także kłączy i pędów nadziemnych. Raz posadzone rośliny odrastają w latach kolejnych przez co najmniej 20 lat. Po kwitnieniu rośliny transportują substancje odżywcze z pędów do bulw. Po pierwszych mrozach liście czernieją, zasychają i odpadają, pędy nadziemne zaś zamierają.
Cechy fitochemiczne Bulwy topinamburu są soczyste, lekko słodkawe. Zawierają do 17% inuliny, stanowiącej 75–80% wszystkich węglowodanów. Pozostałe to skrobia oraz cukry proste (fruktoza, sacharoza, maltoza i niskocząsteczkowe fruktooligosacharydy). Najwięcej inuliny zawierają bulwy o zabarwieniu białym lub żółtym, mniej natomiast czerwone (te z kolei zawierają najwięcej białek). Dzięki znacznej zawartości inuliny bulwy dobrze znoszą mróz (do –30 °C) i mogą zimować w glebie w warunkach klimatycznych Polski w przeciwieństwie do ziemniaka. W trakcie przechowywania lub przetwarzania inulina hydrolizuje na cząsteczki fruktozy. Bulwy zawierają poza tym dużo krzemionki, a witaminy B1 i żelaza mają więcej niż w ziemniakach. Zawierają także witaminę C (do 45 mg w 100 g) oraz sporo karotenu (prowitamina witaminy A). Wyróżniają się także znacznym udziałem takich makro- i mikroelementów jak miedź, magnez i potas. Białka zawierają zróżnicowane aminokwasy egzogenne, m.in. treoninę i tryptofan.
W różnych organach rośliny stwierdzono poza tym obecność kumaryny, nienasyconych kwasów tłuszczowych, pochodnych poliacetylenu i seskwiterpenów.
Ekologia thumb|Zbiorowiska słonecznika bulwiastego nad Iną poniżej Stargardu thumb|Topinambur w zbiorowisku ruderalnym na przydrożu w Szczecinie
Siedlisko W Ameryce Północnej na naturalnych stanowiskach rośnie na średnio wilgotnych i wilgotnych czarnoziemach, zwykle na brzegach wód i lasów, a poza tym na terenach ruderalnych – przydrożach, nieużytkach, obrzeżach pól, głównie na terenach nizinnych, sięgając w wyższych położeniach po ok. 1000 m n.p.m. W Europie Środkowej występuje na podobnych siedliskach – licznie przede wszystkim na glebach wilgotnych – zwłaszcza nad brzegami rzek. Poza tym także jako roślina ruderalna na przydrożach, nasypach, nieużytkach, wysypiskach odpadów, na przychaciach. Rozwija się w różnych warunkach siedliskowych – dobrze rośnie zarówno na glebach żyznych, jak i piaszczystych. Źle rośnie na glebach kwaśnych i w miejscach, gdzie w okresie zimowym stagnuje woda. W czasie suszy liście więdną, lecz rośliny szybko odzyskują dobrą kondycję po opadach. Podczas ciepłego i słonecznego okresu wegetacyjnego silniej rosną bulwy, z kolei podczas chłodniejszych warunków klimatycznych silniej rozwija się masa zielona roślin.
W Polsce gatunek rozpowszechniony jest na nizinach, w Karpatach podawany był z Gorców z wysokości 420 m n.p.m. W strefie tropikalnej rośnie w wyższych położeniach, np. w Indiach uprawiany jest z powodzeniem na wysokościach 1200 m n.p.m., w Nepalu nawet na 2300 m n.p.m.
Fitosocjologia i oddziaływania międzygatunkowe W Europie środkowej słonecznik bulwiasty rośnie najczęściej jako składnik lub dominant w zbiorowiskach z klasy Artemisietea vulgaris. Silny wzrost, gęsty pokrój i oddziaływanie allelopatyczne za sprawą terpenów i związków fenolowych sprawia, że słonecznik bulwiasty rozprzestrzeniając się w środowisku naturalnym, silnie przekształca zastane zbiorowiska roślinne i wypiera inne gatunki. Z roślin rodzimych dla Europy Środkowej, występujących na preferowanych przez ten gatunek siedliskach konkurencję topinamburu znoszą tylko: pokrzywa zwyczajna, podagrycznik pospolity, kielisznik zaroślowy i mozga trzcinowata. Często w miejscach masowego występowania słonecznik bulwiasty tworzy wręcz jednogatunkowe agregacje. Właściwość ta bywa wykorzystywana w Ameryce Północnej do zwalczania inwazyjnego tam perzu właściwego. Ze względu na typową dla kenofitów zdolność do wnikania do rodzimych zbiorowisk roślinnych i brak ustalonej charakterystycznej kombinacji gatunków dla fitocenoz, w których dominuje, w warunkach środkowoeuropejskich fitocenozy te nie są uznawane za zespół we właściwym tego słowa znaczeniu. Zbiorowiska z dominacją słonecznika bulwiastego określa się jako agregację Helianthus tuberosus (z rzędu Convolvuletalia sepium), a zbiorowiska ze znaczącą jego domieszką uznaje się za facje odpowiednich zespołów (np. Urtico-Calystegietum sepium facja z Helianthus tuberosus).