周明牂自1933年回国后，从大量实践中深刻认识到，害虫防治研究不能仅局限于研究害虫本身，而应联系有关害虫生存发展的多方面生态环境因素的作用。30年代，周明牂在浙江对油桐尺蠖产卵场所的发现后，提出避免油桐与松树混栽的控制为害的措施，因该虫集中在松杆表面缝隙中产卵。50年代后期，他在内蒙古自治区西设点研究春小麦主要害虫麦秆蝇，发现该虫的主要生物学特性是成虫喜光，对产卵麦株有严格的选择性，尤以拔节期麦株最适产卵。经过进一步研究，明确凡有利于促进春麦前期生长快，麦株生长健壮茂密的栽培措施均有助于控制麦秆蝇的为害。为此他总结出适期早播、精细整地，合理密植和正确施足水肥等以丰产控制虫害的系统农业防治措施。1960年秋，他应安徽省农业厅之邀，率领部分师生前往调查该省因连年大面积推行单季稻改为双季稻后，有的地方稻螟不仅危害不严重，相反还显著减轻，即所谓无螟害区的情况，并探讨这种现象产生的原因。他协同地方同志先后深入到3个专区13个市县进行田间实际调查，与老农及地方同志座谈，初步得出结论：稻田经过冬季适当处理，消灭了大量越冬螟虫，压低了翌年发生基数，在抢收早稻、抢插晚稻期间将稻茬深翻入土，又连续杀伤二代三化螟幼虫和蛹，从而降低了后期为害的稻螟虫源。这说明栽培技术措施的作用可能是主要原因。接着，他于1961—1964年先后在安徽、湖南设点，创用大面积轻重虫区，对比分析种植制度及不同栽培技术与稻螟种群数量消长关系的方法，进行了深入研究，论证了双季稻区结合适当栽培管理措施，分阶段压低稻螟虫源的防治策略原理，从而明确提出了“害虫防治应采用以农业防治为基础，结合必要的化学防治的综合防治措施”的建议。1962年周明牂在中国植物保护学会成立大会上，作了《我国害虫农业防治研究现状和展望》的学术报告，1963年在《人民日报》上发表《结合耕作防治害虫》一文。1964年在北京科学会堂举行的国际科学讨论会上，宣读了《中国水稻三化螟研究的进展》论文，引起与会学者重视。1975年在河南新乡召开的全国植物保护工作会议上提出的“预防为主，综合防治”的植物保护工作方针，其中就吸收了周明牂的观点。

    1983年，周明牂参与“六五”国家科技重点课题“棉花病虫害综合防治技术研究”的攻关课题。他在冀南主产棉区设立综合防治基点深入研究，提出了农业防治、生物防治、化学防治等关键技术的协调组配方案及重视三代棉铃虫的防治策略新见解，用于生产后取得了明显的经济效益和生态效益。“七五”期间，他又进一步完善综合防治技术体系，为提高我国综合防治技术水平，推动农业防治与其他防治技术协调应用的发展做出了优异成绩。

    周明牂对综合防治和农业防治方面的倡导、推动和发展所作的贡献，得到了国家的表彰。先后于1980年、1986年、1988年获农业部技术改进一等奖、科技进步二等奖和国家级科技进步二等奖。