Esta linha reúne ações de pesquisa voltadas para a aplicação dos conhecimentos teóricos e práticos de genética na conservação, manejo e utilização dos recursos genéticos vegetais; bem como desenvolvimento de cultivares de interesse sócio-econômico-cultural utilizando-se técnicas clássicas e modernas de biotecnologia e melhoramento de plantas. Agrupa, também, pesquisas que visam o desenvolvimento de tecnologias de produção adaptadas às condições regionais, buscando-se aumento da produtividade e sustentabilidade dos agroecossitemas.

Abrange estudos das alterações que ocorrem nos solos, através de seus diferentes usos e manejos, buscando-se índices de qualidade do solo, por meio de análises físicas, químicas e biológicas; do manejo da água de irrigação, envolvendo os diferentes métodos de irrigação; além das diversas interações visando à otimização da produtividade dos cultivos.

Esta linha envolve ações de pesquisa voltadas para avaliações dos agroecossistemas, caracterizando a influência dos fatores bióticos e abióticos nas populações de pragas e seus inimigos naturais, fitopatógenos, plantas daninhas e polinizadores, que possam subsidiar programas de manejo integrado com ênfase em estratégias de controle de baixo impacto ambiental. Compreende, também, avaliação dos impactos ambientais da ação antrópica na agricultura por meio de bioindicadores, nos serviços de polinização e controle biológico de pragas agrícolas e florestais.

Nesta linha de pesquisa são realizados estudos relativos à ecofisiologia e nutrição de espécies vegetais de importância econômica e ecológica. Além disso, são realizados estudos relativos à fisiologia pós-colheita visando à qualidade dos produtos de origem vegetal.