تتمثل المشكلة البحثية في تزايد حجم الفجوة الغذائية لمعظم المحاصيل الزراعية في ظل الزيادة السكانية المستمرة فضلاً عن ضعف وقصور الموارد الزراعية وخاصة الموارد المائية والذى يؤثر سلبياً على الإنتاج الزراعي، وعلي هذا فإن من الضروري إعادة النظر في التركيب المحصولى السائد للوصول للتركيب المحصولي الأمثل والذى يعظم عائد الوحدة الأرضية والمائية فى ضوء القيود والمحددات والموارد المتاحة. وقد تبين من خلال دراسة المحاصيل التي تزرع في أراضي محافظة مطروح أن جملة مساحة العروة الشتوية بلغت 342.213 ألف فدان تمثل نحو 72.15% من جملة المساحة المنزرعة والبالغ نحو 474.260 ألف فدان، كما تبين أن مساحة المحاصيل الصيفية بلغت حوالي 45.945 ألف فدان تمثل نحو 9.6% من جملة المساحة المنزرعة بالمحافظة ونحو 8.8% من جملة المساحة المحصولية. ولقد أمكن من خلال إستخدام أسلوب البرمجة الخطية التوصل إلى تركيب محصولى بأراضى محافظة مطروح يحقق العديد من النتائج يمكن توضحيها كالتالي: 1- أن التركيب المحصولى الأوفق وفقاً للنموذج الأول لتعظيم صافى عائد الوحدة الأرضية يحقق إجمالى صافى عائد للوحدة الأرضية يفوق نظيره الفعلى بمقدار 23.49 مليون جنيه يمثل نحو 1.46% من إجمالى صافى عائد الوحدة الأرضية الفعلى، وعلى ذلك فإن هذا البديل يحقق الهدف منه وهو تعظيم صافى عائد الوحدة الارضية، كما أنه حقق وفرا في كمية المياه المستخدمة  حوالي 0.03 مليون م3 تمثل 0.01% عن نظيره الفعلي، كما حقق وفر فى العمالة المستخدمة رجل بلغ حوالى 0.63 ألف يوم عملرجل تمثل نحو 7,8% من إجمالى المستخدم فى التركيب المحصولى الفعلى من عمالة الرجال، وكذلك فإن التركيب المحصولى الأوفق يحقق وفراً فى إستخدام الأسمدة الأزوتية 0.03، 0.23، 0.63 ألف طن تمثل نحو 0.21%، 4.16%، 7.8% لكل منها على الترتيب من إجمالي المستخدم في التركيب المحصولي الفعلي من هذه الأنواع من الأسمدة. 2- تشير النتائج أن التركيب المحصولى الأوفق وفقاً للنموذجالثانى لتعظيم صافى عائد الوحدة من المياه يحقق إجمالى صافى عائد للوحدة المائية يفوق نظيره الفعلى بمقدار 6.78مليون جنيه يمثل نحو 1% من إجمالى صافى عائد الوحدة المائية الفعلية، وعلى ذلك فإن هذا البديل يحقق الهدف منه وهو تعظيم صافى عائد الوحدة المائية، ويحقق وفراً فى الموارد المائية بلغ حوالى 1.41 مليون م³ تمثل 1% من إجمالي الإحتياجات المائية الفعلية، كما حقق وفر فى العمالة المستخدمة رجل بلغ حوالى 0.15 ألف يوم عمل رجل  تمثل نحو 0.58% من إجمالى المستخدم فى التركيب المحصولى الفعلى من عمالة الرجال، وكذلك فإن التركيب المحصولى الأوفق يحقق وفراً فى إستخدام الأسمدة الأزوتية، والبوتاسية والفوسفاتية بلغ حوالى 0.36، 0.28، 0.72 ألف طن لكل منها على الترتيب تمثل نحو 2.6%، 5.11%، 8.9% عن نظيرتها الفعلية لكل منها على الترتيب. 3- كما أوضحت نتائج الدراسة أن التركيب المحصولى الأوفق وفقاً لنموذج تدنية الإحتياجات المائية يحقق وفر فى الموارد المائيةبلغ حوالى 9.58 مليون م3 يمثل نحو 2.14% من إجمالى الموارد المائية التى يستخدمها التركيب المحصولى الفعلي، وعلى ذلك فإن هذا البديل يحقق الهدف منه وهو تدنية الاحتياجات المائية، وكذلك فإن التركيب المحصولى الأوفق حقق وفرا فى العمالة المستخدمة رجل بلغ حوالى 0.01 ألف يوم عمل رجل  تمثل نحو 0.02% من إجمالى المستخدم فى التركيب المحصولى الفعلى من عمالة الرجال، وكذلك فإن التركيب المحصولى الأوفق يحقق وفراً فى إستخدام الأسمدة البوتاسية والفوسفاتية بلغ حوالى 0.32، 2.05 ألف طن لكل منها على الترتيب تمثل نحو 5.85%، 25.31% عن نظيرتها الفعلية لكل منهما على الترتيب.