У зерновых злаковых культур выделены пять фаз зрелости зерна: молочная (включает водянистую, предмолочную, молочную и тестообразную), восковая, твердая, послеуборочная и полная техническая (физиологическая) (рис. 1).

Рис. 1. Периоды и фазы развития зерна пшеницы с момента его образования

Фаза роста зерна предшествует фазам спелости. Она наблюдается с момента оплодотворения и характеризуется образованием составных элементов зерновки: зародыша, эндосперма и оболочки. Зерно содержит 82–80 % воды, содержимое – жидкая молочная масса. В этот период зерно завершает свой рост в длину.

Фаза молочной, или зеленой, спелости наступает, когда зерно заканчивает свое формирование, влажность его снижается до 70–50 %, продолжается интенсивный приток к зерну сухих веществ.

Наиболее интенсивно накопление сухого вещества у пшеницы происходит в зерновках вторых цветков среднего колоска, меньше – первых и наименьшее – третьих.

Фаза тестообразной спелости характеризуется интенсивным накоплением сухих веществ и снижением влажности до 50–42 %.

Фаза восковой, или желтой, спелости наблюдается с окончанием из притока растения к зерну сухих веществ, зерно имеет как бы восковую консистенцию, приобретает желтый цвет (вдоль бороздки сохраняется зеленый), влажность достигает 22–30 %. При такой влажности проводят уборку урожая зерновых. При раздельной уборке зерно в валках дополнительно теряет влагу, что позволяет проводить обмолот при влажности от 20–12 %, при которой наблюдается наименьшая повреждаемость зерна при обмолоте.

Твердая фаза характеризуется дальнейшей потерей влаги зерном, вследствие этого оно снижает интенсивность дыхания, становится более пригодно для хранения.

Послеуборочная фаза протекает на току и в зернохранилищах. Продолжаются процессы перехода простых органических веществ в более сложные, снижается до минимума интенсивность дыхания, семена становятся биологически спелыми с высоким показателям всхожести.

Фаза полной, или технической, спелости – зерно содержит до 10–15 % влаги, имеет твердую консистенцию, высокую всхожесть, пригодно для хранения.

Несколько иную классификацию фаз созревания дает академик Н. И. Кулешов, основываясь на изменении влажности зерна по фазам развития и созревания зерновых (рис. 2).

Рис. 2. Динамика влажности зерна по фазам развития и созревания

В этом случае выделяются следующие этапы: формирование, налив, созревание, дозревание и фаза полной спелости.

Формирование– процесс от оплодотворения до достижения зерном максимальной длины. В это время наблюдается интенсивный рост зерновки в длину, но замедленное накопление сухих веществ. Вследствие начавшегося процесса отложения крахмальных зерен консистенция зерна изменяется от мутноводянистой до жидкомолочной. В зависимости от температурных условий продолжительность фазы определяется в 12–14 дней.

Налив – процесс, длящийся с наступления молочной спелости до тестообразного состояния. За счет интенсивного накопления органических веществ зерновка продолжает расти в ширину (латеральный диаметр) и толщину (дорзивентральный диаметр). Постепенно окраска зерновки от интенсивно зеленого в начале фазы изменяется до телесного цвета. Продолжительность фазы составляет 20–30 дней.

Созревание наступает с началом восковой спелости, резко падает поступление сухих веществ из растения, завершается процесс отчленения зерновки от материнского организма, идет синтез высокомолекулярных нерастворимых в воде запасных веществ (белков, углеводов, жиров). Постепенно падает активность ферментов, что очень важно для хранения, изменяется углеводный комплекс зерна (табл. 1).