En respuesta a la apelación para asegurar la eficiencia en la producción de arroz y alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas, adoptamos un modelo de detector geográfico para investigar la trayectoria de evolución espaciotemporal y las fuerzas impulsoras de la producción de arroz en el país productor de arroz más grande del mundo, China. Hemos analizado las características de evolución espaciotemporal y los patrones de agregación de la eficiencia en la producción de arroz a nivel de condado, basándonos en datos de panel de 122 condados en la provincia de Hunan, una de las principales provincias productoras de granos en China, desde 2006 hasta 2018. Nuestros hallazgos indican: (1) la producción de arroz en tres condados de la provincia de Hunan (es decir, Taoyuan, Liling y Anren) mostró la mayor eficiencia; hubo variaciones regionales pronunciadas en la productividad del arroz que resultaron en una reducción rápida y aguda del rango de productividad del arroz, (2) las inversiones financieras en agricultura, silvicultura y recursos hídricos, así como el ingreso disponible per cápita de los agricultores, fueron los principales determinantes de la variación espaciotemporal en la eficiencia de producción de arroz, (3) la divergencia espaciotemporal de la eficiencia en la producción de arroz a nivel provincial fue influenciada de manera U por la participación de la industria secundaria en el PIB; la región sur de Hunan recibió la mayor contribución de los agricultores en términos de ingreso disponible por persona a nivel regional. En general, teóricamente, este estudio ofrece nuevas evidencias para la optimización regional de la producción de arroz y otros granos desde un enfoque integrador novedoso de la preservación de recursos geoespaciales y de tierras. Prácticamente, proporciona una guía factible para el desarrollo de alta calidad de la producción de granos en China, lo que también puede ayudar a erradicar el hambre y alcanzar una producción de granos sostenible en todo el mundo.