一、水分代谢方面
灌溉可以达到增产的目的，但要求合理灌溉，以提高水分利用效率，这样才能保证作物产量的提高。
1、作物的需水规律
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，当期处于不同生育期时，其需水量也不同
3)最大需水期和需水临界期(critical period of water)
需水临界期：指植物对水分不足特别敏感的时期。一定要保证作物在这一阶段的水量，避免因此影响到最终的产率
2、合理灌溉的指标
1)形态指标：长势、叶色
2)生理指标：水势、渗透势、气孔导度、细胞汁液浓度
可通过这一系列的指标来判断灌溉是否及时、充足，也可以避免灌溉过多导致的减产和浪费
3、灌溉的方法：漫灌、喷灌、滴灌……多种多样，需要根据实际条件以及需水量选择最佳的灌溉方式。
二、矿质营养方面
施肥增产的原因：
1.可促进光合作用，增加光合产物积累。
施肥可扩大叶面积，提高叶绿素含量，延长叶片寿命，提高光合性能，改善光合产物的分配利用，提高经济系数。
2. 矿质元素可调节代谢和生长发育
例如： N：促进营养生长；P、K促进光合产物运输到其它器官；
因此不同种类的作物应选择最合适的施肥配方，例如，以茎叶为主的蔬菜要多N；以种子、块根块茎为主宜混合施用NPK， 而特殊的如：甘薯要早用N，晚加P、K，像这样为每种作物安排最合理的施肥比例。
3.矿质元素可改善土壤环境
如有机肥可改善土壤结构，改善土壤温度、pH值、使土壤水气热协调，促进土壤微生物的活动。
作物需肥规律
不同作物需肥不同，同一作物不同生育期需肥不同，植物有营养最大效率期。因此，不仅要考虑施加的矿质元素的种类，也要考虑最合适的时机。
三、光合作用方面
经济产量=(光合面积×光合速率×光合时间－消耗）×经济系数
延长光照时间
1.提高复种指数（全年内作物收获面积与耕地面积之比）：套种或间作。由此，可充分利用同一地段同一时间的光照，可同时满足多种作物的需求，大大提高了农作效率，提高了产量。
2.延长生长期：如育苗移栽、套种、适时早播、防止早衰。只有满足了足够的生长期，才能保证农作物的产量，由此避免了因生长期不足导致的发育不完全，产量偏低。
3.补充人工光照：使得作物的光照得到保证，无论是时间还是质量，都不会被大自然过多的限制。
增加光合面积（叶面积系数）
1.合理密植：充分利用光照和土地，避免资源过剩。
2.改善株型：杆矮、叶直而小、叶片厚、分蘖密集，这是最适宜，光合效率最高的株型，能在相同时间内有更多的光合产物，为作物提供营养，增加产量。
提高光合效率
1.提高CO2浓度：通风、施CO2、施有机肥、碳铵
2.抑制光呼吸：光呼吸抑制剂，如α－羟基磺酸可抑制乙醇酸氧化酶活性，亚硫酸氢钠能与醛反应产生α－羟基磺酸。
这样，就可以大幅提高经济系数（经济产量与生物产量之比），使得作物提高的不仅仅是产量，也可以节约跟多的资源。
4、植物的生长发育及其调控方面
1.适当使用植物激素：可促进植物的生长发育，或是在合适的时候进行最适宜的生理活动，以最大化其产量。
或是规划作物的长势，保证作物体内本身含有的各类激素的含量。
2.提供适宜的环境：例如最适宜的温度，白天和夜晚的温差，空气的湿度，空气的流动性等等。
3.人工控制植物的受精与否：这样才能保证作物能够将产量最大化，以及将能量尽量用于
我们的目的产物的产出上。
