“粮丰专项”以黄淮海和江淮地区小麦生产系统为主要对象，创新设计了小麦生产系统对气候变化的响应机制。
该机制取得了一系列重大突破成果：设计了对冰雪和土壤背景不敏感的NDPI植被指数，揭示了冬小麦种植面积、产量及其稳产性的时空特征；在区域尺度上预测未来2.0℃增温情景下，冬小麦水分利用效率和氮肥吸收利用率变化趋势；初步明确了CO2浓度、温度、水分及其互作对小麦生长发育、产量和品质的影响，揭示了小麦应答干旱、高温和低温关键调节因子及其互作的分子网络；发现在大气CO2浓度和温度同时升高条件下，施用硝化抑制剂复配氮肥平均减排47％，并揭示其减排机理；明确了黄淮海小麦响应全生育期增温、春季低温、花后高温和干旱的根系、农艺、生理和分子机制，建立小麦主要发育指标与冬前积温的关系模型；明确了江淮地区稻茬小麦耐渍、耐寡照的细胞、生理生化机理和形态特性；初步提出综合运用耕作、调节播期播量、灌溉、施肥和化学调控等技术，优化小麦温光利用的栽培途径。