El creciente interés en la aplicación foliar de nutrientes como estrategia para aumentar los rendimientos de los cultivos ha llevado a investigaciones sobre cómo dicha aplicación influye en la absorción y acumulación de nutrientes, especialmente en las partes comestibles de las plantas. A pesar de su importancia, los efectos de la aplicación de nutrientes de forma individual frente a simultánea en la absorción, transporte y acumulación en las plantas han sido poco explorados. Este estudio aborda esta laguna de conocimiento al examinar las respuestas fisiológicas y moleculares del arroz a la aplicación foliar de nitrógeno (N) y zinc (Zn) de forma individual y en combinación en diferentes etapas de crecimiento. Evaluamos cómo los tratamientos afectan el rendimiento del grano de arroz y la acumulación de nutrientes en relación con la expresión de genes relacionados con el transporte de Zn. La aplicación foliar de N+Zn+ en la etapa de macollaje resultó en un aumento del 62.01% en el rendimiento del grano en comparación con el control. Además, las concentraciones de Zn en el arroz integral aumentaron en un 26.04% y un 34.20% cuando se aplicaron los tratamientos N0Zn+ y N+Zn+ respectivamente, en la iniciación de la panoja. El análisis de expresión génica reveló que el momento y la combinación de nutrientes influyeron significativamente en la productividad del arroz y la concentración de Zn en el grano. En la etapa de macollaje, el tratamiento N+Zn+ elevó la expresión de transportadores de Zn en las hojas, mejorando así el rendimiento del grano. En la iniciación de la panoja, los tratamientos de nutrientes influyeron en una amplia gama de genes, afectando la acumulación de Zn y N en el grano. Estos conocimientos son cruciales para desarrollar estrategias de manejo de nutrientes dirigidas a optimizar el rendimiento del arroz y la calidad nutricional del grano en beneficio de los consumidores.