С момента осознания человеком необходимости работы на земле до настоящих дней противоречие между биосферой и земледелием является основным сдерживающим фактором в развитии последнего. Это наиболее наглядно проявляется в регионах с неустойчивыми условиями внешней среды и особенно остро в такой отрасли земледелия, как овощеводство.
Базой производства овощной продукции является открытый и закрытый грунт, причем во втором случае растения полностью изолированы от окружающей среды, за счет чего снимаются многие противоречия между земледелием и биосферой. Однако с 1990 г. отрасль овощеводства закрытого грунта в Сибирском регионе находится не в лучшем состоянии: происходит износ основных фондов старых теплиц, и, несмотря на локальное строительство новых тепличных комбинатов, идет ежегодное сокращение используемых производственных площадей. Что касается открытого грунта, полностью зависящего от природы-матушки, то в Сибирском регионе теплолюбивые овощи нынче выращиваются лишь в частном секторе, поскольку их товарное производство в открытом грунте связано с рисками, обусловленными климатическими особенностями зоны.
Единственным выходом из создавшейся ситуации может быть резкое увеличение производства наиболее ценных теплолюбивых овощей (томатов, перцев, баклажанов) за счет расширения площадей утепленного грунта, в основу функционирования которого заложен дуализм: во время непогоды растения временно изолируют от неблагоприятных воздействий факторов открытого грунта, а в погожие часы возвращают в естественные условия. При этом появляются новые противоречия, теперь уже между растениями и средствами защиты, поскольку последние ограничивают доступ к растениям при выполнении культурно-технических работ и препятствуют некоторым биологическим процессам (например, опылению). Этот недостаток устранен в последних работах СибИМЭ СФНЦА РАН.
Принципиальное отличие выполняемых в институте работ — возможность обеспечения защиты выращиваемых растений в течение всего периода их вегетации, в том числе и во время неблагоприятных экстремальных воздействий на растение, с максимальным сокращением оперативного времени реагирования на текущее изменение внешних условий [1].