我国作为全球水稻生产大国，水稻种植面积约占世界总面积的20%^[1]。随着人民生活水平的不断提高，消费者对稻米的需求已从满足基本饱腹转向追求更高的营养品质，期望从主食中摄取更多有益健康的微量营养元素。锌作为人体必需的微量元素，在免疫调节、生长发育和新陈代谢中扮演着关键角色。因此，通过农业技术手段培育富锌水稻，对于改善公众锌营养状况具有重要意义，是当前功能农业研究的热点之一。

研究^[2-3]表明，在水稻生长中后期，通过叶面喷施方式补充锌肥能有效改善稻米的锌营养品质。这种方式能确保水稻在生殖生长的关键阶段（如穗分化和籽粒灌浆期）获得充足的锌供应，不仅有助于提高结实率和产量，还能直接促进锌元素向籽粒的富集^[3]。与易受土壤pH和有机质等因素影响而固定失效的土施方式相比，叶面喷施有效规避了复杂的土壤环境，使锌养分通过叶片气孔或角质层被直接吸收，大幅缩短了锌向籽粒的转运路径，从而显著提高了锌肥的生物有效性^[4]。这些研究共同构建了叶面喷施作为高效锌强化途径的基本认知。然而，在具体技术方案层面，不同研究的结论开始呈现分歧。在锌源选择方面，有研究^[5]认可七水合硫酸锌等无机锌源，而另有研究^[2]则着重强调氨基酸或糖醇等有机螯合锌在吸收转运效率方面的潜在优势；在施用策略方面，虽有研究^[5]证实，于灌浆期和蜡熟期进行喷施能够实现稻米锌含量的显著提高，但针对不同锌源是否存在最佳施用时期，以及单次与双时期喷施的效果差异，目前仍未形成一致结论。

此类争议在一定程度上制约了叶面锌肥精准施用技术体系的构建。为此，本研究以东北地区高产水稻品种吉农大667为试验材料，采用随机区组大田试验设计，系统比较七水合硫酸锌（ZSHO）、氨基酸螯合锌（ZAAC）、糖醇螯合锰铜锌（SCMZ）3种锌肥在2个关键时期（单一灌浆期、灌浆期与蜡熟期相结合）叶面喷施后，对水稻产量构成、籽粒锌含量及综合品质（外观品质、加工品质、营养品质及食味蒸煮品质）的调控效果。重点探究锌肥的化学形态是否是影响其吸收、转运及生理功能的关键因素，从而致使其在增产、锌富集以及品质改善方面出现差异；灌浆期与蜡熟期相结合进行喷施是否优于单一时期喷施，能否协同提高产量、锌含量及综合品质；是否存在一种最优的锌肥施用时期组合，以达成富锌水稻产量与品质的最佳平衡。通过上述研究，旨在确立高效的锌肥施用策略，为富锌水稻的精准栽培与品质调控提供理论依据。

试验于2022-2023年水稻生长季（4-9月）在吉林省长春市南关区吉林农业大学教学科研基地开展。该试验点地处吉林省中部，属于典型的温带大陆性半湿润季风气候。

供试水稻品种为吉林省优质粳稻品种吉农大667，由吉林农业大学农学院水稻育种科技创新团队提供。该品种生育期约137 d，处于吉林省中熟稻区典型主栽品种的熟期范围。此生育期可充分利用吉林省的光热资源，保障水稻在霜冻前安全成熟。其生长周期与农事安排（4月上旬播种，5月中旬移栽，9月中下旬收获）与当地农业生产节律高度契合，因此针对该品种的研究成果具备直接的区域推广价值。

采用随机区设计。供试锌肥共3种，分别为ZSHO、SCMZ和ZAAC；2个喷施处理，分别为灌浆期喷施1次（Ⅰ）、灌浆期与蜡熟期各喷施1次（Ⅱ）。设置7个处理，分别为清水对照（CK）、ZSHO-Ⅰ、ZSHO-Ⅱ、SCMZ-Ⅰ、SCMZ-Ⅱ、ZAAC-Ⅰ和ZAAC-Ⅱ，每个处理3次重复，共21个小区。ZSHO（Zn元素含量≥350 g/L）稀释1500~2000倍；SCMZ（Zn元素含量≥150 g/L）稀释600~800倍；ZAAC（Zn元素含量≥750 g/L）稀释3000~6000倍。以700 L/hm²的标准进行喷施。采用叶面喷施方式，选择无风晴天的傍晚进行，喷施时使用塑料薄膜隔离相邻植株，确保锌肥均匀喷施于上层叶片。

2022年，于4月10日播种，5月15日移栽，9月24日收获；2023年，于4月5日播种，5月10日移栽，9月29日收获。在水稻生长周期内开展人工除草作业，其余田间管理参照当地农业技术推荐的方式执行。各处理小区的田间管理措施保持统一。

水稻成熟后在每个试验小区随机选择3个1 m²进行考种。用原子吸收光谱法测定锌含量，用于分析锌在稻谷不同加工部位的分配规律。用稻米垩白观测仪测定外观品质，用稻谷检验出糙机和稻米精白机测定加工品质。使用近红外光谱法测定蛋白质含量，采用原子吸收分光光度计法测定钙和镁含量，采用凯氏定氮法测定钾和钠含量，使用电感耦合等离子体质谱仪测定锌含量，作为稻米营养品质指标。用碱消值法测定糊化温度，用度量衡法测定胶稠度，用标准碘比色法测定直链淀粉含量，用频谱分析法测定RVA特征值。

使用Microsoft Office Excel 2007软件整理数据。采用SPSS 26.0统计软件进行单因素方差分析，采用字母法标记处理间差异显著性（P<0.05）。同时，对部分主要测定指标进行Pearson相关性分析（P<0.01），并绘制图表。

不同施锌处理对水稻产量的影响如表1所示。2年的试验结果表明，施用锌肥可在一定程度上提高稻谷产量，总体呈现为在灌浆期和蜡熟期喷施2次的处理上升趋势高于在灌浆期喷施1次的处理。2022年，处理Ⅰ中以ZSHO-Ⅰ对水稻产量的促进效果最佳，较CK增加了29.9%，且产量呈现为ZSHO-Ⅰ>SCMZ-Ⅰ>ZAAC-Ⅰ；处理Ⅱ对水稻产量的增加均较为明显，呈现出ZSHO-Ⅱ>SCMZ- Ⅱ>ZAAC-Ⅱ，分别较CK增加了57.3%、56.8%和48.9%。

2023年，在2个时期喷施3种锌肥对水稻产量的促进效果与2022年一致。ZSHO-Ⅰ较CK处理增加了26.5%，而ZSHO-Ⅱ、SCMZ-Ⅱ、ZAAC-Ⅱ分别较CK处理增加了54.8%、50.3%和41.8%。3种锌肥处理实粒数和千粒重均有明显提高，秕粒数明显减少。ZSHO对水稻产量的促进效果最好，且处理Ⅱ的效果更加显著。方差分析（表1）表明，处理对各指标均存在显著影响，年份对各指标无显著影响。此外，年份和处理间无明显的交互作用。由此来看，水稻产量构成因素受锌肥处理的影响更大。

不同施锌处理对水稻锌含量的影响如图1所示。2年试验结果（图1）表明，不同施锌处理均对稻米中的锌含量产生了不同程度的影响。在所有处理中，ZAAC-Ⅱ对锌含量的提升作用最为突出，2年试验数据显示，颖壳中锌含量分别提高了724.8%和717.2%；糙米中锌含量分别增加了729.8%和788.2%；而在精米中锌含量也分别提升了26.7%和27.3%。相比之下，SCMZ-Ⅱ处理对稻米锌含量的影响最为稳定，其颖壳、糙米和精米在2年中的平均锌含量均维持在约100%的水平。此外，SCMZ-Ⅰ处理对精米锌含量的提升效果尤为显著，2年分别实现了80.3%和80.4%的增长。而ZSHO-Ⅰ处理对水稻锌含量的提升效果在所有处理中最小。

对2年平均数据进行可重复单因素方差分析，分别计算不同时期喷施锌肥的水稻锌含量，并设定显著性水平α=0.05，可得表2。由表2可知，无论是I还是Ⅱ，施加外源锌对同生育期水稻富锌均无显著影响。

分别探究3种锌肥对水稻锌含量的影响，进行单因素方差分析，得出表3。由表3可得，除SCMZ对水稻锌含量有显著影响外，另外2种锌处理对水稻锌含量无显著影响。

不同施锌处理对稻米加工品质的影响见表4，施加锌肥可显著降低垩白度，提升稻米外观品质。总体而言，处理Ⅱ的提升趋势高于处理Ⅰ。2022年，SCMZ-Ⅱ和ZAAC-Ⅱ相较CK处理分别降低了54.5%和57.2%，2023年相较CK处理分别降低了55.5%和48.4%。综合2年数据来看，SCMZ-Ⅱ处理的效果最为显著，且降幅更为稳定。

不同类型的锌肥在一定程度上能够提升稻米的精米率与整精米率，进而改善稻米的加工品质。其中，SCMZ-Ⅱ处理的效果尤为显著。与CK相比，2022年SCMZ-Ⅱ处理的精米率和整精米率分别提升了6.7%和8.7%；2023年分别提升了5.9%和8.7%。方差分析结果（表4）显示，处理对各项指标均存在显著影响；年份对垩白度存在显著影响。此外，仅垩白度在年份和处理间存在明显的交互作用，这可能与不同年份间气候条件的波动密切相关。

ZSHO在不同生育时期叶面喷施处理后，对稻米营养品质均有一定的影响。由图2可见，施锌处理的蛋白质、钾、锌、镁、钙和钠含量均与CK差异明显。对比2年的数据发现，2023年各营养元素的含量普遍高于2022年，但增长率变化并不明显，变化趋势稳定。综合2年平均值来看，与CK相比，ZSHO-Ⅰ处理下蛋白质、钾、镁和锌的含量分别增加了6.5%、0.6%、1.7%和29.6%，钙和钠含量分别降低了12.8%和3.2%；ZSHO-Ⅱ处理下蛋白质、钾、镁和锌的含量分别增加了2.3%、0.02%、2.1%和29.7%，钙和钠含量分别减少了13.5%和4.1%。这些变化均通过了统计学的显著性检验。这2种处理均对相关元素的含量产生了显著影响，且提升作用处理Ⅱ>处理Ⅰ。

ZAAC在不同生育时期叶面喷施处理后，对稻米营养品质均有一定的影响。由图3可见，ZAAC处理的蛋白质含量与CK呈显著性差异。对比2年的数据发现，2023年各营养元素的含量普遍高于2022年，但增长率变化并不显著，变化趋势稳定。综合2年平均值来看，处理下，蛋白质、钾、镁和锌的含量分别增加了8.2%、0.3%、3.9%和55.4%，钙和钠的含量分别降低了5.9%和4.4%。ZAAC-Ⅱ处理下，蛋白质、钾、镁和锌的含量分别增加了4.3%、0.5%、4.1%和26.6%，钙和钠含量分别减少了3.6%和9.8%。这2种处理都对相关元素的含量产生了显著影响，对水稻的总体营养品质具有提升作用，且处理Ⅱ>处理Ⅰ。

SCMZ在不同生育时期叶面喷施处理后，对稻米营养品质均有一定的影响。由图4可见，SCMZ处理的蛋白质、钾、锌、镁、钙和钠含量均与CK有明显差异。对比2年的数据发现，2023年各营养元素的含量普遍高于2022年，但增长率变化并不明显，变化趋势稳定。综合2年平均值来看，与CK相比，SCMZ-Ⅰ处理下，蛋白质、钾、镁和锌的含量分别增加了19.2%、0.6%、10.3%和79.7%，钙和钠的含量分别下降了18.5%和10.7%。SCMZ-Ⅱ处理下，蛋白质、钾、镁和锌的含量分别增加了11.8%、7.4%、0.9%和79.7%，钙和钠的含量分别降低了16.5%和8.4%。这2种处理都对相关元素的含量产生了显著影响，对水稻的总体营养品质具有提升作用且处理Ⅱ>处理Ⅰ。

由图5可见，3种锌肥喷施处理后，对水稻的总体营养品质有提升作用，部分与锌元素在植物体内具有拮抗作用的元素呈现下降趋势。与CK相比，SCMZ处理下2023年的多个营养元素含量普遍高于2022年。结合2年数值分析，在SCMZ处理中，蛋白质、钾、镁和锌的含量分别平均增加了19.2%、0.6%、10.3%和79.7%，钙和钠的含量分别平均下降了18.5%和10.7%。ZAAC处理中，蛋白质、钾、镁和锌的含量分别平均增加了8.2%、0.3%、3.9%和55.4%，钙和钠的含量分别平均降低了5.9%和4.4%。在ZSHO处理中，蛋白质、钾、镁和锌的含量分别平均增加了6.5%、0.6%、1.7%和29.6%，钙和钠的含量分别平均降低了12.8%和3.2%。从上述数据中可以看出灌浆期喷施3种锌肥对水稻营养品质的影响依次为SCMZ>ZAAC>ZSHO。

由图6可见，3种锌肥喷施处理对水稻的总体营养品质有提升作用，部分与锌元素在植物体内具有拮抗作用的元素呈现下降趋势。与CK相比，SCMZ在2023年的多个营养元素含量普遍高于2022年。结合2年数值分析，在SCMZ中，蛋白质、钾、镁和锌的含量分别平均增加了11.8%、0.9%、7.4%和79.7%，钙和钠的含量分别平均降低了16.5%和8.4%。ZAAC中，蛋白质、钾、镁和锌的含量分别平均增加了4.3%、0.5%、4.1%和26.6%，钙和钠的含量分别平均降低了3.6%和9.8%。在ZSHO中，蛋白质、钾、镁和锌的含量分别平均增加了2.3%、0.02%、2.1%和29.7%，钙和钠的含量分别平均降低了13.5%和4.1%。从上述数据中可以看出2次喷施3种锌肥对水稻营养品质的影响依次为SCMZ>ZAAC>ZSHO。

表5呈现了不同施锌处理对稻米食味蒸煮品质的影响。从表5可知，施锌对胶稠度和食味值的影响均呈现上升态势。总体而言，处理Ⅰ的上升幅度高于处理Ⅱ。其中，SCMZ-Ⅰ的效果最为显著。与CK相比，2022年SCMZ-Ⅰ处理的胶稠度和食味值分别提高了9.9%和11.6%，2023年分别提高了9.2%和10.2%。方差分析结果（表5）显示，处理对各项指标均存在显著影响；年份对食味值存在显著影响。此外，年份与处理之间无明显的交互作用。

表6表明，不同施锌处理下稻米RVA特征值基本呈增加趋势。与CK比较，ZSHO回复值降低幅度最大，综合表现为ZSHO-Ⅰ>ZSHO-Ⅱ>CK；ZAAC-Ⅰ处理的热浆黏度和糊化温度在各处理间差异显著，综合表现为ZAAC-Ⅰ>ZAAC-Ⅱ>CK；SCMZ-Ⅰ处理的峰值黏度、冷浆黏度、崩解值和消减值在各处理间差异显著，峰值黏度和冷浆黏度综合表现为SCMZ-Ⅱ>SCMZ-Ⅰ>CK；崩解值和消减值综合表现为SCMZ-Ⅰ>SCMZ-Ⅱ>CK。综合比较施用3种锌肥对食味蒸煮品质的提升效果，表现为SCMZ>ZSHO>ZAAC>CK。

在不同生长阶段，水稻对锌的需求存在显著差异，其中生长后期对锌的吸收量较大。因此，本研究重点考察了灌浆期和蜡熟期施用锌肥对水稻的影响，结果表明，锌肥的种类与喷施次数均对水稻产量具有显著影响。灌浆期增施锌肥可有效促进光合产物向籽粒的转运，进而提高作物产量。此研究结果与董杨^[6]针对谷子开展的研究结论相符，进一步证实了灌浆期补充锌肥对禾谷类作物产量形成具有积极影响。此外，喷施次数对锌积累具有重要影响。刘晓航等^[7]报道，水稻喷施2次锌肥比喷施1次可使糙米锌含量平均提高55.0%。小麦4次喷锌较2次喷锌籽粒锌含量增加^[8]。Hu等^[9]也发现，随着喷施次数增加，水稻中营养物质的浓度相应上升，进一步印证了分次施锌的积极效果。在锌肥形态方面，Soltani等^[10]研究表明，叶面喷施甘氨酸螯合锌不仅能提高产量，还能同步提升锌、铁及蛋白质等营养品质。锌肥对稻米的加工与外观品质同样具有改善作用。陈振玲等^[11]研究显示，于拔节期喷施纳米锌可显著提高糙米率、精米率和整精米率，同时有效降低垩白粒率与垩白度，从而改善稻米的品质。

本研究结果显示，SCMZ对稻米锌含量及各项品质提升具有极为显著的效应。这主要是由于其糖醇螯合态的化学特性所致^[7]：糖醇配体不仅赋予其良好的叶片亲和性与渗透性，更能够通过参与甚至部分模拟光合同化物的运输过程，推动锌离子在植株体内的长距离运输。具体来讲，糖醇作为有机小分子，其在木质部与韧皮部的双向运输能力较强，使得螯合态的锌能够更高效地从叶片施用部位向籽粒迁移，减少了锌在非目标组织中的固定或滞留。梅清清^[12]的研究同样证实，施用螯合锌肥能够促进水稻健康生长，增加干物质积累，显著改善稻米品质；梅清清等^[13]研究表明，螯合态锌肥在产量、锌含量和稻米品质方面均相对优于硫酸锌肥，这印证了锌肥形态对植株生理代谢以及锌元素“吸收―转运―积累”全过程的调控作用。

水稻对锌肥的种类显示出多样化的反应，这与范存敏等^[14]的研究结果一致，这表明锌肥对增加水稻中锌的积累具有显著效果。然而，锌肥处理下稻米中各部位的锌含量出现差异，具体表现为颖壳>糙米>精米，这一研究结果与Soltani等^[10]的研究结果相似。该分布模式主要受水稻籽粒生理结构和锌转运路径的协同调控：锌离子经根系或叶面吸收后，主要通过木质部向上运输，在籽粒灌浆期借助韧皮部向发育中的籽粒分配。然而，锌在向胚乳（精米）靶位运输时，需穿越颖壳、果皮、种皮和糊粉层等多重生物屏障。研究^[10]显示，颖壳等外层组织富含植酸、细胞壁果胶等锌螯合成分，可对锌起到“截留”作用；同时，糊粉层作为锌进入胚乳前的最后一道关卡，其细胞中高表达的重金属ATP酶（HMA）和阳离子/H⁺反向转运体（CAX）等膜转运蛋白，可进一步调节锌继续向内迁移。因此，锌多被滞留在颖壳与糊粉层等非食用部位，致使可食用部分（精米）的锌含量显著降低。以上分析表明在提高稻米锌含量的同时，也需要考虑锌在稻米不同部位的分布情况。

研究^[15-16]认为，一般情况下稻米的峰值黏度、崩解值和热浆黏度与其食味质量呈显著正相关，而冷浆黏度、回复值和消减值则与之呈负相关。Tang等^[17]研究表明，RVA的糊化参数能够预测米饭的食味品质，其中，崩解值较大而回复值较小通常预示着稻米食味品质较优。马晨怡^[18]分析认为，稻米蒸煮食味品质主要受直链淀粉含量、胶稠度、蛋白质含量等理化性质影响。孙丽丽等^[19]研究表明，直链淀粉含量越高的品系，热浆黏度和最终黏度越大，峰值时间越长，糊化温度越低；消减值越低的品系，米饭外观越好，食味值越高。而徐巡军等^[20]的试验则进一步证实了锌肥的作用，发现其不仅能提升稻米的胶黏度、消减值和糙米率，还能降低直链淀粉含量，进而优化稻米的营养价值和蒸煮后的口感。这一提升主要归因于锌肥对稻米光合作用和碳水化合物转化酶的促进作用，从而改善了稻米的整体品质。

ZSHO-Ⅱ对水稻产量的促进作用较大，ZAAC- Ⅱ对于颖壳与糙米锌含量的提升效果最为显著。SCMZ-Ⅱ对稻米外观和加工品质的改善效果最好且比较稳定。2023年各营养元素的含量普遍高于2022年，但增长率变化不显著，变化趋势稳定，可能与气候条件、土壤基础肥力或种植管理措施的年际差异有关。锌肥处理的蛋白质、钾、锌、镁、钙和钠含量2年平均值均与对照呈显著差异。SCMZ-Ⅱ对于提升营养品质效果最为显著，SCMZ-Ⅰ对蒸煮食味品质的提升效果最为显著，且RVA特征值的综合评价达到最优。可通过设置所喷施锌肥的浓度梯度，选取更适宜水稻生长的锌浓度，在减少浪费的同时可更加高效精准地促进水稻的生长。