Penelitian ini dilaksanakan di Kecamatan Ponjong Kabupaten Gunungkidul. Pengumpulan dan pengolahan data dilaksanakan pada bulan Februari – Maret 2021. Metode dasar penelitian ini adalah deskriptif dan analitis. Metode pengumpulan data dilakukan dengan observasi, wawancara dan pencatatan. Data diperoleh dari dua sumber yaitu data primer dan data sekunder. Metode analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah, analisis biaya, analisis fungsi produksi, analisis optimasi dan analisis garret ranking technic.
Hasil penelitian ini menunjukan bahwa rata-rata biaya produksi usahatani padi pada musim tanam III adalah sebesar Rp 15.526.748,83 per ha. Faktor-faktor yang berpengaruh positif terhadap produksi padi di kawasan karst Kecamatan Ponjong adalah pupuk phonska pestisida dan luas lahan, sedangkan pupuk urea, pupuk KCl, pupuk kandang, bibit, dan tenaga kerja tidak berpengaruh positif terhadap produksi padi di kawasan karst Kecamatan Ponjong. Tingkat optimasi penggunaan input pupuk phonska, luas lahan dan pestisida pada produksi padi di Kecamatan Ponjong, Kabupaten Gunungkidul tidak optimal. Adapun kendala produksi yang dialami oleh petani responden yaitu faktor produksi pupuk dan luas lahan.
Kesimpulan dalam penelitian menyatakan jumlah penerimaan usahatani padi sebesar Rp 34.628.897,86 per ha dan pendapatan sebesar Rp 19.102.149,03 per ha. Pada faktor produksi pupuk phonska, pestisida dan luas lahan berpengaruh positif terhadap produksi padi. Tingkat optimasi penggunaan pupuk phonska, luas lahan dan pestisida belum optimal. Kendala produksi yang menempati peringkat 1 dan 2 adalah pupuk dan luas lahan. Saran dalam  penelitian adalah untuk meningkatkan hasil produksi para petani dapat memperluas areal luas lahannya dengan cara sewa atau bagi hasil, dalam penggunaan pupuk phonska petani juga harus memperhatikan dosis dan aturan pemakaian, selain itu penggunaan pupuk phonska juga dapat diganti dengan pupuk kandang yang lebih ramah lingkungan.