通过溶液培养方法，研究了不同浓度镉(Cd)处理对向日葵幼苗生长和生理特性的影响、不同生长代谢水平对向日葵Cd积累的影响、硫(S)对向日葵幼苗Cd积累的调控，并对相关代谢产物进行了分析。结果表明：　　 1)随着Cd处理浓度的增加，向日葵幼苗对Cd的吸收显著增加；根中积累的Cd明显高于叶和茎，各浓度处理根部的Cd含量分别为叶和茎的37.8-63.0倍和29.4-41.0倍。Cd胁迫显著抑制向日葵幼苗生长和叶绿素合成，当Cd浓度达1.0mg·L-1时，整株植物生物量和总叶绿素含量分别为对照的55.9％和52.6％。Cd胁迫下向日葵幼苗中游离脯氨酸和丙二醛含量显著增加，1.0mg·L-1 Cd浓度时，根中含量分别为对照的4.0、5.8倍。向日葵幼苗可溶性蛋白含量和过氧化物酶活性变化与Cd胁迫浓度呈明显的倒U字型关系，可溶性蛋白含量在0.05 mg·L-1Cd浓度时达到最大值，叶、茎、根中的过氧化物酶活性分别在0.1、0.1和0.05 mg·L-1Cd浓度时达到最大值。　　 2)向日葵幼叶中的Cd含量远远高于成熟叶片，最高可达成熟叶片Cd含量的5.8倍；幼苗地上部Cd积累与生长量呈线性正相关(R2=0.9858)，证明Cd积累主要发生在植物的生长发育阶段，停止生长的组织或器官积累镉的速率显著降低(甚至停止)。　　 3)营养液缺S处理显著降低向日葵幼苗对Cd的积累，叶、茎、根Cd含量分别减少对照的30.5％、53.6％、31.4％，说明S是影响向日葵Cd积累的关键因素，而且不同器官对缺S的敏感程度不同，表现为：茎>根>叶。叶面喷施雾化谷胱甘肽(GSH)使向日葵地上部分Cd含量显著增加，为对照的1.4倍；但单独喷施半胱氨酸(Cys)或GSH的前体氨基酸(Cys、谷氨酸、甘氨酸)并没有增加向日葵Cd积累，说明GSH合成与向日葵的Cd积累密切相关。　　 4)通过对植物相关代谢产物分析发现，有机酸和非蛋白巯基(NPT)在向日葵幼苗中的含量分布不同，其中草酸和植物螯合肽(PC)分别占到总有机酸和NPT的90％、85％以上。有机酸和PC合成的前体物质(Cys、γ-谷氨酰半胱氨酸、GSH)含量的高低对向日葵幼苗Cd积累没有影响；但幼苗叶和茎中的PC含量和Cd积累呈线性正相关(R叶2=0.958，R茎2=0.9994)，而且各器官PC含量为：根=茎、叶，说明PC是向同葵Cd积累的关键物质。