После опыления цветков и оплодотворения яйцеклетки в завязи пшеницы происходит формирование зерна.
В это время рост стебля прекращается, и питательные вещества из листьев и стебля передвигаются к формирующемуся зерну. В нем образуются зародыш, эндосперм и другие части. Зерно заметно увеличивается в длину и через 12—16 дней достигает окончательной величины, что совпадает с началом молочной спелости. Так заканчивается формирование зерна) Этот период характерен интенсивностью роста зерновки в длину, быстрым накоплением в ней воды и небольшим количеством сухого вещества. Содержание воды в начале этого периода достигает 80—82%, в конце снижается до 65—70% (Кулешов, 1958). Затем наступает период налива зерна. Он характеризуется заметным увеличением ширины и толщины зерновки, изменением ее окраски от зеленой в начале периода до телесной в конце. Во время налива количество воды в зерне остается почти постоянным, а прирост сухого вещества протекает быстро, прекращаясь лишь по окончании периода. Содержание воды в зерне в начале налива достигает 65—70%, а к концу снижается до 42—38%. Снижение содержания поды в зерне до указанного предела, по мнению Н. Н. Кулешова, является важнейшим биологическим порогом в процессе зернообразования, при котором происходит необратимое свертывание коллоидов, после чего поступление пластических веществ и воды в зерно прекращается.
Н. Н. Кулешов (1958) приводит интересные данные Н. М. Лукьяненко о весе 1000 зерен озимой пшеницы в конце формирования зерна и налива.
Вес 1000 зерен по годам в период формирования зерна и налива был неодинаков. Различия в весе 1000 зерен связаны с сухостью климата. 1954 г. был знойным и сухим, вследствие чего формирование и налив зерна протекали в более короткие сроки, чем в 1955 г. Поэтому и вес 1000 зерен оказался более низким, чем в последующие годы. 1955 г. был влажным и прохладным, что способствовало лучшему поступлению пластических веществ в зерно и обеспечило в итоге более высокий вес 1000 зерен.
Восковая спелость наступает через несколько дней после молочной. Характерный признак наступления восковой спелости — пожелтение зерна; оно становится мягким, легко режется ногтем. Содержание воды в зерне к началу восковой спелости уменьшается до 40—35%. В это время стебли желтеют, а большинство листьев желтеет и отмирает. Сроки наступления восковой спелости озимой пшеницы в разных районах неодинаковые. В ряде районов Южного Казахстана, Средней Азии и Закавказья восковая спелость отмечается в первой половине июня; в степных районах Украины, Молдавии, ряде районов Северного Кавказа, горных районах Среднеазиатских и Закавказских республик — во второй половине июня. Во второй и в середине третьей декады июля восковая спелость у пшеницы наступает в центрально-черноземной зоне, среднем Поволжье и южных районах нечерноземной зоны. На всей остальной территории нечерноземной зоны, Урала и Сибири восковая спелость отмечается в первой половине августа.
Наступление фаз спелости зависит не только от зоны выращивания пшеницы, но и от погодных условий года, а также от сорта.
Продолжительность периода колошение — восковая спелость заметно сокращается с севера на юг и юго-восток, тогда как средняя температура повышается в том же направлении. Так, в Ростове-на-Дону длительность этого периода составляет в среднем 32 дня, Мичуринске — 39, Новгороде — 46; среднесуточная температура воздуха соответственно 21,1; 18,7 и 16,5° С.
Продолжительность периода от посева до восковой спелости озимой пшеницы колеблется от 275 до 350 дней. При продвижении с юга на юго-восток, северо-запад и север она резко увеличивается. Продолжительность периода в среднем составляет: в северо-западных районах нечерноземной зоны 350 дней, центральных 340, центрально-черноземных 321, на Юго-Востоке 318, в Украинской ССР 312 (Полесье), 308 (лесостепная зона), 298 (степь), в Средней Азии 275.
Среднесуточная температура воздуха за период от посева до восковой спелости колеблется от 10,7° С в районах богарного земледелия Средней Азии до 14,2° С на Юго-Востоке. В большинстве зон она равна 11—13° С. Общая сумма температур за рассматриваемый период составляет от 18-35° С в северных районах возделывания культуры до 21-55° С в Полесье и нечерноземной зоне.
Количество осадков в основных озимопшеничных зонах (Украинская ССР, Северный Кавказ, центральночерноземная зона) за указанный период колеблется от 180 до 300 мм.
По данным Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур, период от посева до восковой спелости озимой пшеницы в основных районах возделывания ее (Украинская ССР, Молдавская ССР, Северный Кавказ и центрально-черноземная зона) характеризуется следующими примерными данными.