為應對農業生態系統退化，耕地質量下降，內外源性污染并存等問題，2014年，農業部在全國啟動建設了13個現代生態農業示范基地，從區域突出環境問題入手，以新型農業經營主體為主體，因地制宜地配置低碳循環、節水、節肥、節藥和面源污染防治的技術和設施，探索出了六大區域現代生態農業模式。經過幾年探索實踐，基地化肥農藥等投入品施用大幅減少，農業廢棄物利用水平明顯提升，環境明顯改善，農產品競爭力顯著增強。各個示范基地不僅是轉變生產生活生態觀念課堂，還成為了城里人向往的心靈家園。
為解決南方水網地區農業面源污染問題，湖北省峒山村現代生態農業示范基地通過化肥減施、綠色防控、稻蝦共作、林下養禽等關鍵技術，配套生態溝渠、濕地等工程，構建了“源頭消減+綜合種養+生態攔減”水體清潔型生態農業建設模式。利用“稻蝦互利共生”復合種養生態系統，實現水質改善、生態功能恢復和產品效益同步提高；“葡萄-草-雞”立體種養，有效控制病蟲害發生，減少農藥化肥使用，減少雜草96.8%；利用人工濕地水生植物對氮磷進行立體吸收和攔截作用。通過綜合種養，化肥用量下降30%以上，農藥用量下降70%以上。
針對西南丘陵地區水土流失、化肥農藥過量問題，重慶市二圣鎮集體村現代生態農業示范基地集成節水節肥節藥技術，加強農業廢棄物綜合利用、農村清潔和生態涵養工程建設，構建了“生態田園+生態家園+生態涵養”的生態保育型生態農業建設模式。從坡頂到坡腰依次發展生態茶園、生態梨園、生態葡萄園及生態花園，配套灌溉管網、排水溝和緩沖塘，建立復合生態系統，采取水肥一體化、病蟲害綠色防控技術，有效減少灌溉定額90%、化肥用量50%以上。通過依托山形山勢建設生物攔截及溝塘壩系統，實現農田生態涵養。生活垃圾采取“戶分類、村集中、鎮中轉、區處理”的鏈條式處理，生活污水厭氧發酵處理后進入小型人工濕地排放，人畜糞便采用三格式化糞池處理后作為有機肥，使無害化處理率達到80%以上。
針對華北平原區化肥農藥投入強度高、種植單一化、地下水漏斗等突出問題，山東省齊河縣焦廟鎮周莊村現代生態農業示范基地依托新型經營主體，培育社會化服務組織，構建了“種養結合化+生產標準化+生物多樣化”的集約化農區清潔生產型生態農業建設模式。推廣了小麥生產“八統一”和玉米生產“六配套”技術模式，農田秸稈深松還田為主、部分秸稈機械打捆回收利用、養殖糞便和食用菌廢棄物轉化成有機肥替代部分化肥，開展作物間作輪作，建設生態溝渠道路，種植水生植物和油葵、格桑花等各種蜜源植物以及速生楊，在凈化水體、美化環境和增加生物多樣性的同時，構建了生態林網體系，形成了基地溝渠路林相連的生態格局，成為了現代生態農業新景觀。實踐表明，基地畝均增產100公斤以上，灌溉用水及化肥、農藥用量均減少了10%，秸稈綜合利用率也達到了100%。
針對西北干旱區水資源短缺、“白色污染”問題，甘肅省金昌市金川區古城村現代生態農業示范基地構建了“農田綜合節水+地膜綜合利用+種植間作套作”的節水環保型生態農業建設模式。綜合應用膜下滴管、根區導灌等節水灌溉和壟膜溝灌、全膜溝播溝灌等節水栽培技術以及間作套作技術，發揮保墑、集雨、節水、增產等多重效果。應用地膜一膜多用覆蓋技術，減少地膜使用和殘留量。對回收地膜，采取高溫溶解鑄型，生產適宜城市供水、供暖等市政工程中使用的復合型井蓋。該模式使地膜殘留量明顯減少，廢舊地膜回收率達到85%以上，加厚地膜使用率達到95%以上，產量平均增加6%左右。
針對黃土高原區水土流失、生態環境脆弱、土壤有機質缺乏現狀，山西省臨汾市吉縣東城鄉現代生態農業示范基地構建了“生態種植+生態節水+循環利用”的果園清潔型生態農業建設模式，大力發展果糧間作、林果業為主的特色種植。通過種植豆科作物固氮保墑，飼養經濟價值高鵝種，養殖蚯蚓改良土壤、為鵝提供蛋白質飼料，鵝糞直接入地提供高氮有機肥的生態環種養技術；廣泛應用沼液和木醋液半量替代農藥，布設太陽能燈光誘蟲和粘蟲板以及利用邊際土地種植生物隔離帶進行生物防治病蟲害；運用坡改水平梯田技術，封坡育林育草，攔截和涵蓄坡面徑流；有效提高了蘋果一村一品專業村農民的科技應用水平，蘋果產量提高10%以上。
面對大中城郊水土資源、勞動力緊張、外來及內在污染風險并存、生態農產品供應能力不足問題，浙江省寧波市鄞州區章水鎮鄭家村現代生態農業示范基地構建了“種養合理配置+污染綜合防控+生態產品增值”的大中城郊生態多功能生態農業建設模式，將1030畝農田建設成了蔬菜生態種植區、水稻生態種植區、“果園養雞”生態果園區、水產養殖區、畜禽生態養殖區以及城市園林樹枝消納場、有機廢棄物處置中心、天敵擴繁中心、雨水收集循環系統等區塊，科學配置種養規模，配套清潔生產技術，區塊間種養高效循環、資源有機互補，實現以種定養、以養促種，實現雨水及灌溉水循環利用，實現廢棄物肥料化飼料化應用和養分內部循環利用，實現全基地病蟲害生物物理防治，基地成為了水、營養和生物循環平衡整體，改善了產地環境，提高了農產品品質，還帶動了休閑觀光、旅游采摘和土地認養等休閑農業發展，又為當地剩余農民勞動力就業創業、增收致富搭建了一個新平臺。
