O desenvolvimento sustentável é o requisito fundamental para o crescimento e rendimento adequados das espécies vegetais num ambiente em mudança devido às atividades humanas adversas no ecossistema natural. A utilização não científica dos recursos naturais causa desequilíbrio socioeconómico em todo o mundo. Atualmente, sabe-se que a agricultura também pode afetar negativamente o ambiente através do uso excessivo de recursos naturais como insumos ou através da sua utilização como sumidouro de resíduos e poluição. Tais efeitos são chamados de externalidades negativas porque impõem custos que não se refletem nos preços de mercado. Esses custos ambientais alteram as conclusões sobre quais sistemas agrícolas são os mais eficientes e sugerem que práticas e sistemas alternativos que reduzam as externalidades negativas devem ser procurados. A segurança alimentar para a população atual requer uma elevada capacidade de adaptação do sistema vegetal exposto a condições ambientais adversas. A produtividade agrícola alcançada durante a década de 1980 não se manteve durante a década de 1990 e colocou um desafio aos investigadores para aumentar a função de produção, melhorando o índice tecnológico.