从长期看，人口增长、耕地减少、资源短缺等趋势不会改变，未来中国粮食生产与资源、环境等因素之间的矛盾会越来越明显。经济“新常态”为我国粮食生产方式转变和粮食产量持续较快增长创造良好的政策环境，粮食生产要主动适应“新常态”，充分挖掘增产的新动力，试图开辟出多产、高效、生态的粮食生产模式，保障国家粮食安全。本文在现有文献研究基础上，从最小因子定律入手，提出粮食生产要素投入优化的基本假设，考虑到粮食生产效率低下和粮食供给压力增大两方面重要原因，分别采用投入导向和产出导向的DEA分析方法，以产粮大省河南为例，从理论和实证角度综合考察要素投入结构的合理性，估计粮食生产投入冗余和增产潜力，分析粮食生产规模报酬变化和要素投入结构调整变化，估算要素投入优化的经济和环境效果，探究粮食生产效率低下、经济效果不高的基本原因，提出粮食生产要素投入优化具体方案。根据估计结果，得出以下六点结论：第一，粮食生产规模报酬呈现动态变化，并非均稳定在最佳状态；第二，地市之间冗余情况各异，粮食主产地市投入结构优于非粮食主产地市；第三，无论是从投入导向还是产出导向角度，河南省粮食生产均存在要素投入冗余，且路径基本一致；第四，不同投入要素冗余情况各不相同，投入松弛调整发生频率差异较大；第五，2004年国家减免农业税和出台农业补贴政策对粮食生产具有双重效应；第六，要素投入优化将带来巨大资源节约及环境改善效果。由此可见，生产要素投入不合理导致资源严重浪费、生产效率低下、增产潜力较大。因此，需要以优化粮食生产投入为抓手，确定各地要素投入调整方向和优先序，出台相应的粮食生产政策和科技政策。综合上述研究结果，本文提出了以下建议：第一，重新审视加大粮食生产投入政策问题；第二，着力加强农业供给侧结构性改革；第三，制定差异化区域要素投入规划，加快促进粮食适度规模经营；第四，推动农业科技进步，提高粮食综合生产能力；第五，构建资源节约-环境友好型农业体系，全面实施高效绿色增产模式。粮食生产要切实转到数量、质量、效益并重的轨道上，鼓励农民采用新技术，把传统的要素驱动转变为创新驱动，真正转变到依靠科技进步和提高全要素生产率上，农业生产越发展就越应当表现出知识技术密集型特征。在确保谷物基本自给、口粮绝对安全的前提下，基本形成与市场需求相适应、与资源禀赋相匹配的现代粮食生产结构和区域布局，最终实现资源、环境与粮食增产三者之间的统筹发展。