通过工程项目实施，形成了适宜不同区域条件的八大技术模式：
环渤海低平原多水源高效利用技术模式。针对环渤海区粮食生产中淡水资源极度短缺，水分利用效率低，同时该区浅层微咸水资源和降水资源较丰富的特点，中科院遗传所农业资源研究中心研发团队，以“集蓄雨水、用好咸水、节约淡水、合理引水”为技术路线，开展以挖掘咸水利用潜力、提高地下淡水与雨水利用效率研究。突破了微咸水长期安全利用难题，发展了微咸水安全利用机理和技术；通过高效利用雨水资源的栽培种植技术变革，提升了雨养旱作农田生产力；实现以咸补淡、以淡调盐、多水源互补高效利用，粮食增产，适水种植技术在南皮示范县应用，节约淡水50%，雨水利用效率提高20%,实现吨粮，为工程实施提供了水资源保障。
微灌水肥一体化技术模式。为彻底改变区域小麦玉米传统的大水漫灌灌溉方式，以省农科院粮油作物所和邢台农科院为主的研发团队，在基地设置了微喷、卷盘式喷淋、摇臂喷头式、自动伸缩式、平移式5种不同喷灌方式下的水肥一体化栽培试验与示范。解决了传统小麦生产的产量结构不合理、无效耗水多、水分利用率低的问题。玉米种植密度增加，后期叶片功能增强，粒重显著提高。技术模式在宁晋示范基地连续3年实现节水50%，节肥20%，省工20%，节地8%，小麦玉米亩增产150～200公斤，亩节本增效300元以上。在20多个示范县进行了推广应用，并辐射到京津等周边省市，为水资源匮乏区实现粮食增产、农民增收、农业增效提供了成功技术模式。
低平原浅层微咸水补灌高效用水技术模式。中科院遗传所农业资源中心研发团队集成了以“抗逆品种筛选-土壤培肥改良-多水源高效利用-耕作栽培配套”为核心的环渤海低平原小麦玉米微咸水补灌吨粮技术模式，在作物生长关键期用5g/L以下的微咸水替代深层淡水灌溉，每亩节约淡水50方，增产15%以上，节本增效120元。
省农科院旱作农业研究所研发团队，探索出作物正常生长的耐盐阈值，合理的咸淡混浇比例与时期，，配置了“一淡两咸”专利井泵，实现了节约深层淡水25%-35%，增产8%，亩节本增效100-110元。
棉改增粮技术模式。以省农科院棉花研究所和邯郸市农科院为主的研发团队，采用“滨海盐碱拓棉，内地棉改增粮”的技术路线，向滨海盐碱地要棉花，向冀中南棉田要粮食，实现土地资源的高效综合利用。该技术模式主要涵盖了三项技术内容：一是研发了以“台田抑盐-隔层隔盐-抽提降水-库池蓄水-压盐灌溉”为核心的盐碱地棉花五位一体生态种植技术，改良滨海中重度盐碱地，促进河北省棉田东移；二是通过发明可伸缩护苗挡板、可调式拢禾装置等专利技术，构建了麦棉套作一年两熟全程机械化技术模式，在冀南光热资源充足的传统一熟棉区，棉花不减产，亩增收小麦400公斤以上，实现了棉麦双丰；三是通过对土壤耕层重构，均衡分布土壤养分，提高土壤蓄水保墒能力，构建了棉花—小麦—玉米两年三熟模式，棉花增产7%以上，粮食增产10%以上。
该团队还开发低酚棉及其利用技术，通过选育低酚棉品种，实现棉花品种棉粮饲一体化，在皮棉产量不降低的条件下，低酚高蛋白棉籽亩增收百元以上。
东部低平原雨养旱作节水增粮技术模式。针对河北东部低平原春季少雨干旱，有效降雨少，产量低而不稳特点，沧州农科院研发团队从耕作制度升级出发，开展雨养旱作区蓄墒保播增收“两年三作”耕作制度及关键技术研究。研发了春玉米起垄覆膜侧播、玉米宽窄行单双株增密、小麦春季追施水溶肥、微垄覆膜侧播、冬小麦旱作“六步法”等技术，集成了“两年三作”稳产耕作种植制度。配合新技术模式，研发出春玉米起垄覆膜侧播双垄四行播种机、夏玉米宽窄行单双株播种机、冬小麦水溶肥追施机、冬小麦微垄覆膜侧播机等机具，实现了农机农艺配套。示范区玉米亩增产16%以上；小麦增产15%以上。
杂粮轻简化栽培技术模式。由省农科院谷子研究所、邢台农科院和中科院遗传所农业资源研究中心组成的研发团队，针对渤海粮仓中低产田对杂粮作物生产技术的需求，将抗除草剂与杂交品种、栽培技术、专用肥料、配套农机深度融合，形成了品种混搭贴茬播种、深播浅埋微集雨、谷子农机农艺结合、高粱绿色轻简化生产技术，集成了谷子因地制宜保全苗、雨养旱作栽培技术模式，实现了亩增产50公斤以上，节工3-5个，节本增效300元以上。
农牧结合循环农业发展技术模式。以省农科院棉花所、农业资源环境所、奶牛研究中心和河北九知农业公司组成的研发团队，通过筛选适宜的燕麦、甜高粱、青贮玉米、苜蓿等优质饲料作物品种，构建了燕麦-青贮夏玉米、燕麦-青贮甜高粱一年两熟技术模式；研发了高水分苜蓿加枣粉青贮和苜蓿-冬小麦-夏玉米轮作技术，实现了以种促养，以养带种。通过畜禽粪便快速发酵处理和高效发酵菌剂关键技术的突破，发酵时间由传统的15—30天，缩短到6—10小时，面源污染小,环境友好,全封闭自动化和规范化生产生物有机肥，实现了畜禽废弃物的无害化处理、高值化利用，构建了新型农牧结合循环农业发展模式，为推动农业供给侧结构性改革提供了新思路与技术支撑。种植提质、养殖、加工增值，优质生物肥施用，优化了土壤生态环境，使种植业生产、畜牧业转化、微生物分解形成了完整的循环链，为河北乃至京津冀现代农牧业的健康发展做出了示范。
小麦玉米一年两熟全程机械化技术模式。以省农科院粮油作物所及其农机企业组成的研发创新团队，针对区域小麦玉米两熟种植中存在的小麦灌水过量、费工，玉米播种保苗难，植保机械不配套等难题，研发出了小麦玉米淋灌机、麦茬玉米清垄免耕施肥精播机、高地隙植保施药机等专利机械，其中麦茬玉米清垄免耕施肥精播机具有条带清理秸秆、免耕精量播种、侧施肥、覆土镇压、喷药、工作状态监测等功能，使玉米初期保苗和防止二点委夜蛾效果提高90%以上。通过农机农艺技术的有机融合，形成了100亩～1000亩规模经营用户的农机配置解决方案，实现了亩节工3～5个，节水30%以上，耕种、管理、收获效率提高50%以上。
