一、水分代謝方面
灌溉可以達到增產的目的，但要求合理灌溉，以提高水分利用效率，這樣才能保證作物產量的提高。
1、作物的需水規律
1) 不同作物的需水量不同：普遍而言C4植物的需水量小于C3植物
2) 即使是同一作物，當期處于不同生育期時，其需水量也不同
3)最大需水期和需水臨界期(critical period of water)
需水臨界期：指植物對水分不足特別敏感的時期。一定要保證作物在這一階段的水量，避免因此影響到最終的產率
2、合理灌溉的指標
1)形態指標：長勢、葉色
2)生理指標：水勢、滲透勢、氣孔導度、細胞汁液濃度
可通過這一系列的指標來判斷灌溉是否及時、充足，也可以避免灌溉過多導致的減產和浪費
3、灌溉的方法：漫灌、噴灌、滴灌……多種多樣，需要根據實際條件以及需水量選擇最佳的灌溉方式。
二、礦質營養方面
施肥增產的原因：
1.可促進光合作用，增加光合產物積累。
施肥可擴大葉面積，提高葉綠素含量，延長葉片壽命，提高光合性能，改善光合產物的分配利用，提高經濟系數。
2. 礦質元素可調節代謝和生長發育
例如： N：促進營養生長；P、K促進光合產物運輸到其它器官；
因此不同種類的作物應選擇最合適的施肥配方，例如，以莖葉為主的蔬菜要多N；以種子、塊根塊莖為主宜混合施用NPK， 而特殊的如：甘薯要早用N，晚加P、K，像這樣為每種作物安排最合理的施肥比例。
3.礦質元素可改善土壤環境
如有機肥可改善土壤結構，改善土壤溫度、pH值、使土壤水氣熱協調，促進土壤微生物的活動。
作物需肥規律
不同作物需肥不同，同一作物不同生育期需肥不同，植物有營養最大效率期。因此，不僅要考慮施加的礦質元素的種類，也要考慮最合適的時機。
三、光合作用方面
經濟產量=(光合面積×光合速率×光合時間－消耗）×經濟系數
延長光照時間
1.提高復種指數（全年內作物收獲面積與耕地面積之比）：套種或間作。由此，可充分利用同一地段同一時間的光照，可同時滿足多種作物的需求，大大提高了農作效率，提高了產量。
2.延長生長期：如育苗移栽、套種、適時早播、防止早衰。只有滿足了足夠的生長期，才能保證農作物的產量，由此避免了因生長期不足導致的發育不完全，產量偏低。
3.補充人工光照：使得作物的光照得到保證，無論是時間還是質量，都不會被大自然過多的限制。
增加光合面積（葉面積系數）
1.合理密植：充分利用光照和土地，避免資源過剩。
2.改善株型：桿矮、葉直而小、葉片厚、分蘗密集，這是最適宜，光合效率最高的株型，能在相同時間內有更多的光合產物，為作物提供營養，增加產量。
提高光合效率
1.提高CO2濃度：通風、施CO2、施有機肥、碳銨
2.抑制光呼吸：光呼吸抑制劑，如α－羥基磺酸可抑制乙醇酸氧化酶活性，亞硫酸氫鈉能與醛反應產生α－羥基磺酸。
這樣，就可以大幅提高經濟系數（經濟產量與生物產量之比），使得作物提高的不僅僅是產量，也可以節約跟多的資源。
4、植物的生長發育及其調控方面
1.適當使用植物激素：可促進植物的生長發育，或是在合適的時候進行最適宜的生理活動，以最大化其產量。
或是規劃作物的長勢，保證作物體內本身含有的各類激素的含量。
2.提供適宜的環境：例如最適宜的溫度，白天和夜晚的溫差，空氣的濕度，空氣的流動性等等。
3.人工控制植物的受精與否：這樣才能保證作物能夠將產量最大化，以及將能量盡量用于
我們的目的產物的產出上。
