针对我国区域和产业发展重大关键问题和技术瓶颈问题，按照十八大提出的“实施创新驱动发展战略”的总要求，农业部明确了“两个千方百计、两个努力确保、两个持续提高”的工作目标。在农业部的统一部署下，自2013年开始，中国农业科学院先后组织开展了水稻、玉米、小麦、大豆、油菜、棉花、马铃薯（马铃薯项目可行性研究报告）、奶牛、羊等9个产业的绿色增产增效技术集成模式研究与示范工作（以下简称“绿色增产增效模式”），取得了显著成效，为我国农业绿色、增产、增效提供了技术支撑，为“十三五”农业可持续发展提供了技术储备。“绿色增产增效模式”通过整合分散的科研成果，从优良品种、土壤肥料、病虫害综合防治、节水灌溉、全程机械化、产后加工以及饲料选配、营养调控、高效繁殖、疫病防控等方面进行全产业链技术集成与模式再造，探索不同主产区、不同生态区、不同经济发展水平地区最优解决方案，建立科学规范、可复制可推广应用的综合技术生产模式。据统计，9个项目共组装集成115项先进适用技术，构建了25套综合技术生产模式，为“十三五”期间农业绿色、增产、增效和可持续发展提供坚实的技术保障和储备。
经过3年的努力，“绿色增产增效模式”构建了“增产增效并重、良种良法配套、农机农艺结合、生产生态协调”的新型农业生产技术体系，成效显著。实现了生产生态、农机农艺的协调发展。如玉米项目构建了“农机农艺六配套”的技术模式。油菜项目以适合机械化收获的新品种“中双11”为核心，在国际上率先实现了多熟制条件下低损失的油菜机械化收获。实现了全产业链学科间协调推进。打破“单打独斗”的状况，按照“品种为主体、水肥药械种植养殖一体化”全产业链思路，根据产前、产中、产后不同阶段的技术需求，9大产业不仅整合了农科院内有关团队和不同学科联合攻关，还广泛吸纳了地方院所、推广机构等单位优势学科团队共同参与、协同攻关，构建了“集团军式”大联合大协作高效协同攻关网络，形成了上、中、下游紧密衔接的农业科技创新与成果转化组织体系，构建了服务全国的农业增产增效生产技术模式研究、示范、推广协同攻关联盟。实现了创新联盟组织体系协调发力。联合国家、省、市各层面的优势特色团队，与地方政府开展务实合作，强化与农技推广部门、涉农企业、合作社和种养大户的协作，把研究工作与地方政府的“三农”工作结合起来，形成了上、中、下游“一条龙”的农业科研协作模式和全国“一盘棋”的农业科技攻关新格局。集成各加盟单位研发的一系列先进适用技术，构建多学科集成的“一体化”农业生产问题综合解决方案，为解决科技与生产“两张皮”问题和推动现代农业的发展提供更有力的支撑。“绿色增产增效模式”在设计时，紧紧围绕“一控两减三基本”的原则提出研究内容和工作任务，实施过程中，把节肥、减药、节水作为核心目标，集成的技术、形成的模式充分体现出生态环保的理念。