台灣的稻米生產，經過品種改良、栽培技術改善及機械化推廣，產量顯著增長。然而，稻農的收益卻未能相對應增加。主要因為生產成本上升抵銷了產 量增長的效果。因此，提升水稻的生產效率成為當前的重要目標。 要提升水稻的生產效率，主要可以從以下幾點去著手:
水分利用效率 ( water-use efficiency ; WUE )
WUE 定義為作物產量與生產此產量之用水量的比值。在消耗相同水量下，較 高 WUE 的作物能達到更高的產量。影響 WUE 之因素包括田間進水量、土壤營 養、行株距和種植時間等。 而改良 WUE 的方法有: (1) 經作物育種或栽培管理增加收穫指數。 (2) 經品種選育及作物育種減少蒸散比例。 (3) 精準化農耕，提高肥料、水分及農藥等效益。 (4) 採用節水技術，改善灌溉技術減少水分流失。 其中，前兩者為長期性的目標，因品種選育須兼顧品質在內等多方面因素。 氮素利用效率(nitrogen-use efficiency ; NUE) 目前所施用的氮肥，有大半的氮素都未被作物吸收，而是被淋洗或流失掉。 具有較高 NUE 的作物能夠更有效的吸收氮素，促進生長並增加產量。同時也 能避免過量施肥帶來的環境汙染及成本上升問題。
C3 與 C4 植物的差異
植物在光合作用中利用陽光將二氧化碳和水轉化成醣類。根據光合作用中固 炭途徑的不同，植物被劃分為 C3 和 C4 植物兩類: C3 植物在光合作用中會先 將二氧化碳轉化成三碳化合物，而 C4 植物則會將二氧化碳先轉化成四碳化 合物。C4 植物如玉米和高粱在水份、氮素利用、光合作用效率及耐旱能力上 優於 C3 植物。水稻屬於 C3 植物，由於 C4 植物是由 C3 植物演化而來，因此 也有學者提出透過促進水稻朝 C4 植物演化，提高其生產效率。