Giai đoạn này kéo dài khoảng 35 - 40 ngày kể từ sau khi thụ phấn đến khi hạt phát triển hoàn chỉnh. Chất dinh dưỡng được chuyển từ thân lá tập trung về hạt. Trong giai đoạn này diễn ra nhiều biến đổi sinh lý và sinh hoá phức tạp. Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh cho thời kỳ này: Độ ẩm đất 60 - 70 %, nhiệt độ 20 - 250C, trời có nắng, không có mưa bão gây đổ cây. Tuỳ theo mức độ chín khác nhau, màu sắc và cấu tạo bên trong của hạt, người ta chia làm 3 giai đoạn nhỏ:
- Giai đoạn chín sữa (10 - 15 ngày): Hạt non, hàm lượng nước 50 - 65 %, chất khô của hạt tích lũy 30 - 35 %, bấm vào hạt có dịch trắng như sữa chảy ra. Cây tăng cường vận chuyển các chất hữu cơ từ thân lá về hạt, giai đoạn này lượng chất dinh dưỡng dễ tiêu trong hạt cao nhất. Giai đoạn này nếu nhiệt độ quá cao,
ẩm độ thấp dễ gây hiện tượng chín ép, ảnh hưởng lớn đến năng suất.
- Giai đoạn chín sáp (10 - 15 ngày): Hạt đã mất nước cứng dần, hàm lượng nước trong hạt chỉ còn khoảng 50 %, cuối thời kỳ này tích lũy được 75 % chất khô của hạt, khi tách hạt có dạng vật chất như sáp ong. Thời kỳ này mầu sắc của hạt đã ổn định.
- Giai đoạn chín hoàn toàn (10 - 15 ngày): Hạt mất nước, độ ẩm giảm dần, độẩm trung bình của hạt 30 - 35 %. Tuy nhiên độẩm của hạt có thể thay
đổi phụ thuộc vào giống và điều kiện môi trường, các hợp chất chứa trong hạt chuyển về dạng bền vững, lá bi khô dần.
Khi lá bi bao bắp chuyển sang màu vàng hoàn toàn và chân hạt ngô xuất hiện điểm đen thì cũng là lúc kết thúc quá trình sinh trưởng phát triển của cây ngô (chín sinh lý). Nên thu ngô vào cuối thời kỳ sinh trưởng của giống để có năng suất cao và phẩm chất hạt tốt.
Qua theo dõi thí nghiệm chúng tôi thấy, thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai thí nghiệm biến động từ 111 - 119 ngày. Tổ hợp lai số 1 (VN 2 - TB1425 - T13) có thời gian từ gieo đến chín sinh lý tương đương với 2 đối chứng (NK67, NK4300: 119 ngày). Các tổ hợp lai còn lại có thời gian từ gieo
đến chín sinh lý sớm hơn 2 giống đối chứng 4 – 8 ngày ở mức độ tin cậy 95 %. Như vậy các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm có thời gian sinh trưởng thuộc nhóm trung bình.