本研究创新建立了“从生产中来，到生产中去”围绕生产限制因子，与农民一起开展既适合当地情况又瞄准国际学术前沿——“立地顶天”的科研思路。研究人员针对生产问题，在田间地头与农民一起创新和验证技术、集成技术模式，并将科研成果直接应用到生产中去，解决科研跟生产脱节的问题。过去10年，研究团队在我国小麦、玉米和水稻三大粮食作物主产区开展了13123个田间试验，应用绿色增产增效技术的玉米、水稻和小麦平均产量达到9.54，8.41 和6.73 吨/公顷，较当地农民习惯增产20.6%（18.3-21.8%）。更为重要的是，增加产量不仅没有增加氮肥用量，反而降低氮肥用量14.5%（8.5-15.6%）。通过实地测定、模型模拟和生命周期评价，发现绿色增产增效技术不仅能增产节氮，还能显著降低活性氮的排放强度34.8%（22.9-35.4%），减少温室气体排放强度27.0%（18.6-29.1%）。研究团队首次证明，绿色增产增效技术可以大面积实现作物增产和环境减排的双赢，回答了持续增产是否必须依赖于水肥资源的大量投入和作物高产、养分资源高效和环境保护能否协同等国内外学术界一直在争论的重大科学命题。

   创建以扎根农村的“科技小院”为核心、以覆盖全国的“科教专家网络、政府推广网络、校企合作网络"为平台，与千百万农民一起大面积推广应用绿色增产增效技术的新型技术应用模式是本研究的另一个关键创新。经田间验证和农民实践改进的绿色增产增效技术方案一旦被确定下来，就可以通过科研人员、政府技术人员、企业人员和农民共同参与式的推广模式，以标准化、机械化、产品化和信息化等手段开展大面积推广应用，使这些先进的实用技术被广大农民所采用。在过去10年里，共有1152名研究人员、6.5万名农业推广人员及13万农业相关企业人员和452个县的2090万农民参与了这一技术模式的推广应用工作。在此期间，共开展和组织了14000多个培训班、21000多个田间日活动、6000多场田间现场观摩会，发放33.7万份宣传册。改变农民传统观念和生产习惯的做法和经验是多方面的，其中“科教专家网络、政府推广网络、校企合作网络”取长补短，融合共建绿色增产增效新型技术应用平台是关键；充分发挥科技农民的示范作用、发挥农民的创造性，让农民自发行动起来是本研究成功的核心——农民科技带头人既是技术创新的参与者，也是技术应用模式的直接创新者，他们的作法和经验往往会鼓舞和引导更多的农户。在科研人员和广大农户的共同努力下，从2006到2015年，绿色增产技术累计推广3770万公顷，增加粮食生产3300万吨，减少氮肥用量120万吨，增收节支793亿元。

    科研人员对我国1944个县的860万农户大样本调研发现，绝大多数农户的作物产量至少低于绿色增产增效技术的10%，部分农户甚至低于50%，但施氮量却与高产作物用量相当，甚至更高。这些农户（包括低产或高产但氮肥用量高的农户）如果采用绿色增产增效技术，每年可增加粮食生产8240万吨，减少氮肥用量110万吨，降低氮素损失达45万吨，减少温室气体的排放量为2340万吨。这些研究成果充分说明：未来我国粮食安全完全可以以更低的资源环境代价来实现，绿色增产增效技术的创新与应用为中国农业走出一条产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代化农业发展道路绘就了蓝图，为中国农业绿色发展树立了榜样，也为全球可持续集约化现代农业的发展提供了范例。