为了确保2010年和2020年中国的粮食安全，必须实现中长期粮食综合生产能力目标。但是，中国也面临耕地、水资源、科技、物流、市场调控等方面的严重约束。
（一）城市化和工业化不断占用耕地和消耗水资源，粮食综合生产能力逐渐削弱
改革开放以来，城市化与工业化相互推动，共同发展，耕地和水资源压力日趋加大。目前中国耕地资源紧缺，面积不断减少；耕地质量偏低，下降趋势未变。水资源高度短缺，区域分布失衡，利用率不高。
1.不同阶段耕地下降速度快慢不一
1979～2005年，中国耕地面积从13476万公顷减少到2005年的12082万公顷，平均每年减少49.96万公顷。同时，占优补劣，耕地质量不断下降。期间出现了1984～1986年以乡镇企业和农民建房占用耕地为主和2000～2003年以开发区和城市扩张占地为主的两个耕地面积锐减时期。1984～2005年间，城市化率每增加1个百分点，将使耕地面积减少0.11个百分点，相当于耕地绝对减少44.63万公顷。1984～2004年，随着城市化进程的发展，中国耕地减少的幅度呈倒U型结构；耕地面积年变化率和粮食产量年增长率3年平均滑动的相关系数达0.70.1983～2005年非农产业增加值占GDP比重每增加1个百分点，将使耕地面积减少0.20个百分点，相当于耕地绝对减少80.56万公顷。
2.涉粮用水比重持续下降
改革开放以来，随着农业用水比重的不断降低，涉粮用水比重也随之下降。1980～2004年涉粮用水 比例从70.6%降到42.8%，比例每年平均减少1.45个百分点。涉粮用水量有所波动，从1980年降至1993年后又回升到1997年的高点3079亿立方米，之后又逐渐降到2004年的2373亿立方米。分区域看，长江流域农业用水量最大，年平均为984亿立方米，缺水的西北内陆地区和黄淮海地区农业用水量也较大。随着粮食生产重心北移，水资源短缺矛盾进一步加剧。高耗水的稻谷增产主要依靠东北地区的趋势，到底能够维持多久，值得高度关注。1997～2004年，非农产业比重每增加1个百分点，将使涉粮用水减少5.62个百分点，相当于减少143.7亿立方米农业用水；城市化率每增加1个百分点，将使粮食单产减少0.0996个百分点，相当于每公顷粮食减产70.6公斤（折合4.7公斤/亩）。
3.城市化对粮食生产的综合影响为负面效应
鉴于城市化一般与工业化正相关，为避免重复计算，此处重点分析比工业化更能直接反映耕地和水资源占用导致粮食减产的城市化因素的影响。1990年以来城市化率每增加1个百分点，粮食产量减少0.37%，其中来自耕地减少的份额占73.0%，来自单产量减少的份额占27.0%。分阶段看，2000年以前城市化对粮食生产的综合影响弹性值比较平稳，变化幅度在-0.14和-0.19之间。但是，进入21世纪以后，弹性值迅速下降到-0.78，表明城市化对粮食生产的负面影响程度进一步加强，主要原因是城市化加快推进导致耕地面积大量减少，对该期粮食生产影响的份额占87.2%，而粮食单产的份额仅占12.8%。今后城市化、工业化对粮食生产的综合影响将不再能够抵消需求增加的影响，从而使国家粮食安全面临挑战。
（二）科技进步较慢和服务能力不强，科技对粮食生产的支撑能力较弱
1.科技创新能力严重不足
自“九五”以来，适合于中低产地区的广适性丰产品种明显不足。近年来审定推广的高产、超高产作物品种多适宜在高水肥条件下种植，在中低产生产条件下不能发挥高产潜力。适宜高产地区种植的小麦品种数量和类型较多，而在大多数中低产粮食主产区，适宜种植的小麦品种数量和类型偏少。超级稻虽然高产，但口感质量不高，与消费者的口粮质量要求尚有差距。近期之所以未研制出可以大面积推广的重大成果，除了科研体制改革滞后外，关键原因在于：一是中国农业科技投入增长缓慢，增速低于财政用于农业支出的增长。1998～2006年财政用于农业的支出年平均增长13.5%，科技三项费用年平均增长11.3%，比财政用于农业的支出增速低2.2个百分点。科技三项费用占财政用于农业支出的比重，从1998年的0.79%下降到2006年的0.67%。中国农业科技投入低于38个发展中国家的平均水平。二是农业科研人员尤其是高素质科研人员不足。2006年全国农业技术人员占农业从业人员的比例只有6‰，高级技术人员只占技术人员的5.8%。现代农业科技特别是高技术研究，对资金投入规模和科技人员素质要求越来越高，否则很难获得重大突破性科技成果。目前新型农业投入品的研制与开发投入不足，技术储备不能满足需求，科技创新能力明显减弱。
2.农业技术推广能力下降
在探索农业科技推广体制的改革过程中，因各级政府对粮食等大宗农作物的技术外部性认识不足，过度强调农技推广的市场化手段，忽略了政府在外部性强的粮食等农业技术推广中应承担的公益性职能，致使许多基层农业科技推广机构“线短、网破、人散、站撤”。在此情况下，县、乡两级农技人员由1999年的125.7万人，下降到2003年的100.5万人，中央财政对推广投入也呈下降趋势。在基层农技推广人员中，专业技术人员只占58%，每年参加短期培训的人数只占13%；在多数地方，农技人员知识更新缓慢，推广技能和综合素质较低，也抑制了农业技术的推广。
3.农民科技素质不高，技术培训与指导不到位
2006年末，全国农业从业人员34874万人，其中，初中以下95.7%（文盲约10%），高中以上不足5%。农民科技文化素质偏低，接受新技术的能力较差，有的农民甚至听不懂科技广播，看不懂农业部门印发的科技明白纸。近几年由于农村劳动力向外转移，真正务农的农民素质更低。而对农民的农业培训效果和普及面有限。全国农技推广服务中心2003年组织了对近千个农户的调查，结果表明，只有26.6%的农户接受过灌溉技术培训，88.5%的农户按习惯方式施肥。
（三）农户经营规模小、组织化程度低，束缚粮食综合生产能力的发展
1.种粮农户耕地规模不断缩小
尽管中国城市化水平不断提高，但人口总量不断增多，农户数量仍在上升，耕地面积又日趋减少，导致农户土地经营规模逐渐缩小。1980～2005年，虽然农业劳动力人均耕地面积从1980年的0.33公顷提高到2005年的0.41公顷，但是同期农户的户均耕地面积反而从0.56公顷降低到2005年0.48公顷，中国的城市化并没有带来农业土地经营规模的扩大。
2.小规模农户的粮食商业化生产能力提升困难
中国以种粮为主的农户缺乏专业协会组织，粮农经纪人队伍不发达，基本处于小规模分散经营状态。因种粮农户土地经营规模过小，数量众多且分散，生产和交易信息传递慢、成本高，粮食生产主要依赖经验性决策，盲目性大、趋同度高，外部规模经济效益低，粮食劳动生产率和商品率徘徊不前，妨碍农户粮食生产能力提升。1991～2004年稻谷、小麦和玉米三种粮食的商品率平均为51.3%，一直在48.3%～54.0%之间波动，始终处于半商品化阶段。
（四）土地承包制和农田用水体制改革不够深入，对粮食综合生产能力构成体制性约束
1.土地流转不畅，影响粮食稳步增产
土地承包制尽管鼓励农民流转土地，但农民之间彻底转让土地使用权的现象还不多见。即使有转让，也主要是农户之间口头上的临时转让，随时都可能收回土地。据河南驻马店和东北三省的一些农民反映，当地不少转让了土地出外打工的农民，因政府免税又发补贴，都纷纷要回土地。现行土地流转方式的随意性和不稳定性，抑制了土地向种田能手和大户集中，不利于提高粮食单产和稳定产量。
2.农田用水体制不合理，削弱粮食综合生产能力
目前农田用水产权体制改革不到位。农田灌溉水利设施主要为国有或集体所有，灌水浇地大多数为无偿用水或象征性收水费，在伸入田间地头的灌溉井等小型农田水利设施的民营化改革方面进展比较缓慢。
（五）品种和区域供求矛盾加剧，增大确保粮食安全难度
1.品种供求失衡加深
稻谷是中国的当家品种，全国60%的人口以大米为主食，居民口粮中60%是大米。2004～2006近3年稻谷产量有所恢复，但大米消费群体不断扩大，优质大米尤其是粳米的消费比重不断上升，目前年度产需仍有一定缺口。玉米过去一直被认为是供大于求，而今随着加工需求的旺盛增长，供求关系出现逆转，产需处于偏紧状态。有关专家预测，今后玉米有可能由现在的净出口演变为净进口。大豆存在较大缺口，目前进口已占到消费量的2/3.在粮食总体安全形势下，品种结构矛盾越来越成为影响中国粮食供求平衡的主要矛盾。
2、区域供求矛盾加大
目前，一方面中国粮食主产区与主销区错位分布。如玉米主产区集中在北方，而作为养殖业密集区和饲料工业发达区的玉米主销区，则主要集中在南方。13个粮食主产区库存占全国总库存的73%，7个主销区只占11%。另一方面，缺粮地区增多，缺口拉大。主销区产需缺口不断拉大，2006年已达5000多万吨。主销区内的主产县和产销平衡县产量呈减少趋势。例如福建主产粮食的尤溪县因产量减少，粮食外调量从1990年的3.46万吨下降到2005年的2.35万吨。2010年之前闽清县就会从2006年的产销平衡县转为主销县。产销平衡区自给能力明显减弱，已有多个省份出现缺口。例如，陕西省2002年有38个商品粮生产基地，2006年其中12个已变为粮食调入区，减少了31.6%。一些粮食主产省如山东、湖南、四川也由过去的粮食调出省变为调入省。在粮食流通体系还不健全的情况下，局部地区粮食市场的小波澜有可能引起全国粮食市场的大风浪。
（六）粮食物流业发展滞后，形成粮食安全保障瓶颈
1.部分粮食产销区之间的交通运输存在季节性困难
目前粮食流通总体上呈现出“北粮南运”、“中粮西运”的格局。通过省际间调剂余缺的地方增多，跨省流通量增大，运距拉长。最终运输环节铁路运力紧张，水运开发不够。玉米、大米和大豆等粮食品种在特定产销区之间仍然存在季节性运输困难。中国中西部也有个别地区粮食不能自给，依赖调进，粮食生产和供给受到交通运输制约。上世纪90年代以来中国粮食市场几次大的波动，多是由于销区粮食供求失衡引起的，流通不畅是主要原因。
2.低效率的粮食物流业增加物流成本
目前中国粮食物流体系建设滞后，粮库仓储设施简陋，中间流通环节繁多。虽然部分国家储备粮库能够做到散装、散卸、散储、散运，但大部分地区的粮食物流只能部分做到。不少地方依然靠传统的袋装方式装卸储运粮食，物流环节多、效率低、损失大、费用高。因车皮紧张，东北粮商在运费之外追加的“请车费”，一节车厢要5000元左右，相当于每吨粮食增加80元成本，成为东北玉米和大豆运到广东省的物流费用比美国运到广东还高的重要原因之一。
3.不完善的进口物流设施将难以满足未来粮食进口需求
未来中国粮食进口总体呈扩大趋势，进口粮食接卸与分销量逐渐加大，将对中国在粮食接卸、转运、处理加工和运输效率形成更大挑战。中国进口粮食以水运为主，需要依靠沿海、沿江港口的装卸及仓储设施中转。目前沿海一些主要港口的散粮接收发放设施落后，中转能力严重不足。粮食物流设施布局以产区为主，主销区长期被忽视。中国港口物流设施忙闲不均，资源配置效率偏低。2005年辽宁各港口普遍吃不饱，港口运力资源闲置，大连北良港散粮运输能力过剩20%以上。中国已经建成的码头粮食转运设备由于粮食进口波动较大，部分设备浪费情况较为严重。
（七）粮食市场宏观调控机制不健全，放大了粮食供需矛盾
自从粮食收购市场放开后，政府掌握的粮源减少，有的地方加工企业收购量超过国有粮食企业，农民卖粮风向标从原来“看粮站”变为“看加工厂”。国际粮食市场对国内市场的影响增强，粮食市场体系尚不健全。在销区库存薄弱、用粮企业和居民存粮很少的情况下，一旦出现局部地区、个别品种市场波动，一段时间内粮食市场和价格出现较大波动的可能性是存在的。面对特殊时期、特定地区的粮食市场波动，如何充分发挥市场机制作用，培育和鼓励多元市场主体参与粮食收购和交易，如何科学掌握储备粮吞吐、进出口调节、最低收购价政策及其他应急措施的调控力度、时机和节奏，这些都是粮食宏观调控面临的新课题。
