Чтобы умело управлять ростом и развитием растения, необходимо изучить не только факторы среды, влияющие на растение, но и возрастные изменения, происходящие в нем. Показателем, определяющим возрастные изменения, является образование новых органов — листьев, почек, цветков. Период роста растения от прорастания семени до образования нового семени называется онтогенезом. Продолжительность его может быть различна. Например, для цветной и пекинской капусты — один год, для белокочанной и других видов — два года. Онтогенез капусты состоит из ряда периодов, каждый из которых характеризуется определенными физиологическими изменениями и органообразовательными процессами. Существуют различные методы установления этих периодов: по делению на фенологические фазы (всходы, рассада, хозяйственная годность и Др.); на возрастные изменения (юность, зрелость, старение); на стадии развития (яровизация, световая).
Первый этап (до прорастания семени) —конус нарастания недифференцирован, окружен зародышевыми листьями. С началом прорастания семени начинается второй этап.
Второй этап — характеризуется дифференциацией конуса нарастания на листовые зачатки, укороченные междоузлия стебля и пазушные почки. У двулетних видов капусты длится (от 60 до 330 дней и более) в течение всего первого года жизни и частично в период зимнего хранения маточников. У однолетних видов (цветной и пекинской) продолжительность второго этапа значительно короче (от 30 до 60 дней). В период прохождения растениями второго этапа онтогенеза в вегетативных органах накапливаются запасные питательные вещества, при этом проявляются видовые различия в зависимости от того, в каком органе идет накопление питательных веществ. Так, у кочанной капусты почка становится закрытой, образуется кочан. Запасные вещества накапливаются в листьях кочана и в стебле (кочерыге). У брюссельской капусты накопление питательных веществ происходит в почках, образующихся у основания листьев — вдоль стебля.
Третий этап — качественно переломный, связан с переходом растения из вегетативного состояния в репродуктивное. Центральный конус нарастания многочисленных почек на стебле становится округлым, выпуклым— это закладываются оси будущего соцветия. Переход к третьему этапу у двулетних видов происходит после определенного воздействия положительной пониженной температуры до 8°. У однолетних видов— при более высокой температуре— 15—18°.
Четвертый этап — характеризуется образованием меристематических бугорков в конусе нарастания, из которых в последующем образуются цветки. Закладка листьев в этот период прекращается. У капусты оба этапа (третий и четвертый) проходят одновременно. Переход от второго этапа к третьему и четвертому трудно контролировать, так как заметных изменений на маточнике нет. Только на вырезанной внутренней кочерыге кочанной капусты можно отметить ярко-желтую окраску листьев, окружающих верхушечную почку. У сортов с очень плотным кочаном о переходе к третьему этапу можно судить по подкочанным почкам, которые начинают увеличиваться в размере.
Пятый этап — формирование органов цветка. В то время как в конусе нарастания продолжают дифференцироваться зачаточные генеративные бугорки, из ранее образовавшихся бугорков формируются органы цветка, появляются чашелистики, тычинки и пестик. Одновременно вытягивается цветоножка, бутоны оказываются выше конуса нарастания, как бы прикрывая его со всех сторон. С началом формирования органов цветка увеличиваются междоузлия стебля; внутренняя кочерыга выходит за пределы кочана, кочан растрескивается, листья, окружающие почку, начинают зеленеть даже в условиях очень слабого освещения в овощехранилище. У лежких плотнокочанных сортов активно разрастаются подкочанные почки; междоузлия v этих почек также растягиваются, листья начинают зеленеть.
Шестой этап — формирование органов цветка: тычинки и пестик увеличиваются в размерах. В пыльниках формируется одноядерная пыльца, покрытая двухслойной оболочкой. В то же время в пестике плодолистики удлиняются, формируются рыльце и завязь. В каждом из двух плодолистиков завязи появляются семяпочки. Для нормального прохождения этого этапа необходим свет. Исследования показали, что только за счет запасных питательных веществ кочерыги растения без света не способны формировать нормальную пыльцу, она становится стерильной, цветки отмирают. Отмирание идет в той же последовательности, в которой проходила закладка цветков. Чем дольше растения не получают необходимых условий для нормального формирования пыльцы, тем больше бутонов на кисти отмирает, и даже погибают целые кисти. Поэтому для получения большого количества семян необходимо подращивание семенников проводить на свету, так как это способствует сохранению ранее за-ложившихся цветков.
Седьмой этап. Образуется двухклеточная пыльца, а в семяпочке — восьмиядерный зародышевый мешок. Происходит усиленное растяжение всех осевых органов (междоузлий стебля, цветоножек, покровных органов цветка). Соцветие принимает форму кисти и становится видимым невооруженным глазом. Обычно этот этап наступает спустя 30—35 дней после высадки и укоренения семенников. Для нормального развития на этом этапе необходимо создавать условия для развития ассимиляционного аппарата растения.
Восьмой этап — завершение процесса формирования цветка, цветение. Энергично растут лепестки, приобретая желтый цвет, удлиняются тычиночные нити. Через 1—2 ч после раскрытия цветка пыльники растрескиваются, но пыльца не высыпается, а, подхваченная насекомыми, переносится на рыльце. В раскрытом виде цветок сохраняется в течение одного — пяти дней, 18 в зависимости от погодных условий. В день раскрываются по три —пять цветков на одной кисти. С начала цветения верхушечный конус нарастания кисти, как правило, прекращает формировать новые зачатки цветков.
Девятый этап — оплодотворение и образование зиготы. Пыльца прорастает через 2 ч после попадания на рыльце. Замечено, что на прорастание пыльцы существенное влияние оказывает температура. Лучшая для прорастания температура—15—20°. При температуре выше 35° и ниже 10° пыльца не прорастает. Капуста — типичное перекрестноопыляющееся растение. Хотя морфологическое строение цветков не должно препятствовать самоопылению, оно не происходит. В естественных условиях перенос пыльцы осуществляют мелкие мушки, трипсы и в основном пчелы, которые усиленно посещают цветущие растения. Наличие пасеки вблизи плантации семенников капусты способствует лучшему переопылению и тем самым получению более высоких урожаев.
Десятый этап — рост и формирование семени. Уже через четыре-пять дней после оплодотворения лепестки и чашечка подсыхают и осыпаются, идет нарастание плода (стручка). В семени образуется конус нарастания, т. е. начинается первый этап органогенеза будущего растения. Продолжительность десятого этапа 25—35 дней после оплодотворения.
Одиннадцатый этап — характеризуется накоплением запасных питательных веществ в семени. Происходит рост семядольных листьев — вместилища запасных питательных веществ семени. Семя становится плотным (восковая спелость), цвет семядолей зеленый, окраска стручка от интенсивно-зеленого до светло-зеленого.
Двенадцатый этап — созревание семени. Семя становится округлым, меняет окраску до коричнево-чер-ной, семядоли желтеют. Если погода дождливая, то семена могут прорасти в стручке на корню. У некоторых сортов (скороспелых) после уборки наступает период покоя различной продолжительности, после которого семена способны прорастать. В практике семеноводства этот этап проходит в период послеуборочного Дозревания, который длится от 8 до 20 дней.