梁鸣早介绍，以化肥、农药为标志的“化学农业”在为粮食丰收作出巨大贡献的同时，也带来了面源污染、土壤板结、农产品品质下降、病虫害抗药性增强等问题。中国每年施入农田纯氮量达5000万吨，但作物吸收量不到2000万吨，多余的氮造成了水、气、土的污染。农药污染同样不容小视。据统计，中国农药总量和单位面积用量均居世界第一，其中70%～80%进入了环境。此外，近些年，重金属污染浮出水面，而畜禽粪便和磷肥是两大重要源头。
近年来，有机农业在中国兴起，但优质却不高产的矛盾使得其发展阻力重重。梁鸣早认为，要解决这一矛盾，有必要重新审视三个被长期漠视的农学理论。
一是次生代谢。农学界对次生代谢的认识是从名优特农产品开始的。研究人员发现，很多地标产品生长在恶劣环境之中。“恶劣环境打开了作物次生代谢之门，从而激发植物免疫力，并产生风味物质。”
二是生物固氮。在化肥工业发展大潮下，生物固氮一度被漠视。梁鸣早曾与合作者在河北高碑店做过试验，证明非豆科固氮生物肥替代化学氮肥是可行的，化学氮素替代量达80.5%。
三是碳饥饿。据梁鸣早解释，传统理论强调氮磷钾，实际上作物对碳氢氧的需求量最大。认识不到位，造成实际生产中氮磷钾偏施现象突出，土壤养分失衡，农业生产中普遍存在碳饥饿，这是农产品无法大幅提高产量的原因所在。
正是出于对传统理论的反思，梁鸣早所在的中国农科院资源与农业区划研究所联合陕西赛众等多家机构，集成一批有机农业栽培技术，由此提出了发展有机农业的一条新路。在养分上，利用非豆科固氮微生物为作物固定空气中的氮，同时依靠微生物分解秸秆、畜禽粪便、有机肥为作物提供氮素和磷素；在植保上，通过采取适当措施开启作物次生代谢，由此会产生大量化感物质和风味物质，在大幅提高作物抗逆性的同时，改善农产品品质；在产量上，通过生物降解有机物产生的大量二氧化碳作为植物生长的碳源，从而打破有机种植不能高产的瓶颈。
