中国粮食综合生产能力受到水土资源和劳动力资源约束，成为未来粮食持续增产、保障粮食稳定供给的桎梏，解决这一难题的最佳途径是依靠农业科技创新和科技进步。
农业科技进步主要分为生物化学型和机械型两种类型，在粮食生产过程中具体表现为生物化学型技术和机械型技术，并物化在两类技术的资金投入当中。其中，生物化学型技术投入在粮食生产过程中起主导作用，这主要是因为生物化学型技术投入对粮食产量的贡献程度要大于机械型技术投入。
随着两类技术投入的追加，水土资源和劳动力资源对粮食产量的约束作用被干扰。通过不断增加农业科技投入能够促进两类农业技术的进步，技术进步又可以提高水土资源和劳动力资源的利用率和生产效率，最终使得在三种资源约束的情况下，依然可以实现粮食产业的增产增效，保障中国粮食产业的稳定持续发展和粮食综合生产能力的不断提高。
通过实证分析说明了农业科技支撑粮食产业发展的主要技术进步方向选择问题，然而农业科技进步不能单纯依靠私人部门，政府在农业生产中承担提供基础服务和公共产品的职能，通过政策引导、干预农业科技进步与农业资金扶持是保证科技发展符合实际需求和改善技术匹配的硬件条件的重要推动力。
构建科技支撑粮食产业发展战略、依靠农业技术进步提高粮食综合生产能力的政策顶层设计时，需要着重关注和逐步解决以下主要问题。
第一，严格保障18亿亩耕地红线，确保农民有地可种，加快高标准、高质量农田建设。严惩污染土地、水资源等行为，加大力度整治水土流失、荒漠化以及水资源污染等问题，加大农田水利设施建设投入力度，确保粮食生产土地资源投入的基本稳定，保障农业生产水资源投入的基本满足。
第二，进一步提高粮食生产补贴力度，尤其对种粮大县从事粮食专业生产的农民，补贴程度应使得种粮年收入水平达到该地区城镇居民平均收入水平。对非产粮大县从事粮食兼业生产的农民，其补贴程度应使得种粮纯收入达到该地区城镇居民最低生活保障线，以减缓农业青壮年劳动力的流失速度。
第三，优化配置两类技术投入，防止资金比例“过犹不及”。当前，生物化学型技术对中国粮食生产起到主导作用，所以在分配有限的农业技术资金时应倾向于生物化学型技术。中国粮食的稳定增长必须通过单产的提高来满足总量的供给，而单产的提高主要依赖于生物化学型技术进步所带来的生物化学型要素质量的改进和数量的追加。但是在单位土地上可以追加的生物化学型要素投入是有最优配置标准的，政府要引导农民科学施用生物化学型技术和科技成果，防止过度施用化肥、农药等导致农业面源污染、土地板结、残余农药含量超标等水土环境问题和食品安全问题，阻碍粮食产业的可持续发展。
未来，随着生物化学型技术投入逐渐达到最优配置水平，转而更多地增加机械型技术投入、提高机械型技术生产效率将成为保持粮食产量持续增长的新途径。
