Отдел агроэкологии и новых методов защиты растений организован в 2002 г. путем объединения двух отделов. Зав. отделом - Опанасенко Николай Евдокимович, кандидат сельскохозяйственных наук.
      Отдел агроэкологии создан по инициативе директора Сада, доктора сельскохозяйственных наук, профессора Михаила Андреевича Кочкина в апреле 1959 г., который руководил отделом до 1977 г. Более 20 лет отделом руководил ученик М.А. Кочкина, доктор биологических наук, профессор В.Ф. Иванов. Группу климата возглавлял кандидат географических наук В.И. Важов. В основных направлениях научных исследований Никитского сада задача отдела была сформулирована так: «Разработка приемов оценки почвенно-климатических условий юга СССР с целью определения потенциального ареала возделывания декоративных древесных и цветочных растений и оптимальных зон размещения плодовых, субтропических, орехоплодных и новых технических растений».
      Исследования сотрудников отдела позволили сформулировать новые принципы районирования природных условий для их рационального использования в сельском, лесном хозяйстве и зеленом строительстве, разработать новые методы оценки пригодности почв, в том числе малопродуктивных, и климата для многолетних культур. Сотрудниками отдела созданы и внедрены в производство технологии мелиорации скелетных маломощных и песчаных почв под плодовые культуры.
      Основные научные разработки отдела изложены в монографиях «Почвы и леса Горного Крыма и пути их рационального использования», «Основы рационального использования почвенно-климатических условий в земледелии», «Почва и плодовое растение», «Экология плодовых культур».
      В течение последних 6 лет группа агроэкологии разрабатывает биоэко-логические основы и модель устойчивого и эффективного функционирования садовых фитоценозов на юге Украины и техногенных ландшафтов на отвалах горных шахтных пород Западного Донбасса.
      В группе агроэкологии 5 кандидатов наук, по занимаемой должности: 5 старших и 1 научный сотрудник, ст. инженер-почвовед, 5 старших лаборантов.
      Основными научно-практическими разработками и коммерческими услугами группы являются:
      - Экологическая оценка территории для размещения многолетних плодовых и декоративных насаждений на юге Украины.
      - Разработка и внедрение технологий мелиорации скелетных, песчаных, засоленных, солонцеватых, высококарбонатных почв под сады.
      - Разработка и внедрение технологий рекультивации сульфидсодержащих отвалов шахтных пород с целью их озеленения и сельскохозяйственного использования.
      - Оценка плодородия почв фермерских хозяйств и личных приусадебных участков под плодовые, субтропические и древесно-кустарниковые растения.
      Отдел защиты растений (1920-2003), ныне группа новых методов защиты растений.
      Отдел образован в 1920 году по инициативе директора Сада, академика В.И. Палладина, впоследствии второго, после В.Н. Вернадского, Президента НАН Украины.
      Первым заведующим отдела стал фитопатолог К.Н. Декенбах. Отдел просуществовал с перерывами до начала Второй мировой войны 1941-1945 гг. После войны отдел был фактически воссоздан благодаря усилиям заведующего отделом, доктора биологических наук, заслуженного деятеля науки, лауреата Государственных премий СССР и УССР, профессора И.З. Лившица и старшего научного сотрудника, заслуженного работника сельского хозяйства, кандидата сельскохозяйственных наук Н.И. Петрушовой.
      Основным направлением деятельности коллектива в настоящее время является разработка теории и методологии защиты многолетних плодовых и декоративных культур с целью повышения стабильности создаваемых агроценозов к биотическим факторам среды на основе учения об эпифитотиях и методах их предотвращения, используя достижения популяционной экологии и селекции, биохимической экологии с применением биологически активных веществ информационного типа и математического моделирования гомеостаза и гомеокинеза природных популяций в управлении их демографической структурой.
      Руководитель группы новых методов защиты растений - В.И. Митрофанов, главный научный сотрудник, доктор биологических наук, лауреат Госпремии АР Крым, действительный член Крымской АН.
      Общая численность группы — 13 человек, в том числе: 3 доктора биологических наук (В.И. Митрофанов, акаролог, энтомолог, эколог;
      Н.Н. Кузнецов, ведущий научный сотрудник, акаролог, энтомолог, эколог; В.П. Исиков, ведущий научный, сотрудник, миколог, фитопатолог, эколог); 4 старших научных сотрудника, кандидаты биологических наук (Н.Н. Трикоз, энтомолог; Д.В. Соколова, энтомолог; Е.Б. Балыкина, энтомолог; А.А. Хаустов, акаролог); 3младших научных сотрудника без научной степени (Л.П.Ягодинская, энтомолог; Л.Н.Звонарева, фитопатолог; В.А. Савельев, математик); а также два старших лаборанта (Т.Я.Киптилая, энтомолог; Л.Э Сефершаева, технический лаборант).

      Основные научные разработки отдела последних лет:
      - Математические модели (стохастические, имитационные) динамики численности популяций яблонной, восточной, грушевой плодожорок в виде компьютерных программ для рабочего места агронома (РМА-АСУ) на основе уравнений авторегрессии и авторегрессии-регрессии.
      - Прогнозируемая защита яблоневого сада от вредителей для фермеров с основами теории риска для расчета целесообразности борьбы со вторым поколением яблонной плодожорки по показаниям активности лета самцов перво-го поколения (совместная разработка с Харьковским аграрным университетом им. Докучаева).
      - Агротехника элитного питомниководства лаванды (совместная разработка с отделом технических и лекарственных растений НБС-ННЦ), предусматривающая защиту посадочного материала от галловых нематод и фузариоза.
      - Фитоакарология – первая отечественная сводка методов диагностики и биоэкологии растительноядных клещей, повреждающих более 100 сельскохозяйственных культур.
      - Инсектициды и акарициды для сада и парка. - Справочник о технологических особенностях применения 58 пестицидов в садоводстве и зеленом строительстве.
      - Фунгициды и протравители для сада и парка. - Справочник о технологических особенностях применения 77 пестицидов в садоводстве и зеленом строительстве.
      - Каталоги сортов плодовых культур и декоративных роз, устойчивых к основным болезням.
      - Каталоги по ассортименту и породному составу деревьев и кустарников для создания экологически «чистых» парков, не требующих применения химических средств защиты их от вредителей и болезней для ЮБК.
      - Методы расчета ущерба, причиненного зеленым насаждениям энтомовредителями и патогенами в санаторно-курортных зонах города Ялты (совместная разработка с отделом экологии Исполкома Ялтинского городского совета).
      - Защита парков Южного берега Крыма от вредителей и болезней.
      - Методы расчета балансовой стоимости парков и зеленых насаждений и величины причиненного им ущерба на основе действующего в Украине законодательства и нормативно-правовых природно-охранных документов.
      - Методы лабораторного и промышленного разведения плодоповреждающих чешуекрылых на синтетических питательных средах (яблонная, восточная плодожорки, гвоздичная и ивовая кривоусая листовертки, маслинная моль и др.), рецептуры оптимизированных и промышленных питательных сред, технологическое и экологическое оборудование (совместная разработка НБС-ННЦ и Одесского НТИ «Биотехника»).
      - Маточные культуры плодоповреждающих чешуекрылых для биологического, экологического и токсикологического тестирования.
      - Фондовые и справочные коллекции растениеобитающих клещей фауны бывшей СССР и сопредельных стран.
      - Биоразнообразие и диагностика хищных простигматических и мезостигматических растениеобитающих клещей фауны бывшего СССР и сопредельных стран.
      - Маточные культуры простигматических и фитосеидных клещей для использования в Программах биозащиты плодовых культур и винограда.
      - Технология применения препарата Stirrup - М., производства Fertone Chemical Inc. Houston,. Техаs, USA в качестве феромона паутинных клещей и кайромона хищных клещей - простигмат и фитосейид, а также златоглазок и жуков-стеторусов для накопления полезной фауны и защиты сельскохозяйственных культур от акарозов.
      - Системы химических мероприятий по защите плодовых, субтропических, парковых, цветочных культур в Крыму (справочник).
      - Каталог флоры лесных грибов Крыма, имеющих пищевую ценность.
      - Каталог дереворазрушающих (трутовых) грибов Крыма и меры по сохранению фаутных деревьев в парках ЮБК.
      - Фондовые и справочные коллекции насекомых фауны Крыма, включая редкие виды жуков, описанные основателем Никитского ботанического сада, его первым директором Х.Х. Стевеном, имевшим почетное звание Главный ботаник и энтомолог России. Сведения о коллекции насекомых, собранной лично Х.Х. Стевеном, можно получить на кафедре беспозвоночных животных Московского Государственного Университета, куда она была передана из Музея МГУ. Последний приобрел эту коллекцию у Х.Х. Стевена в 1822 году и на проценты со стоимости учредил две стипендии студентам по энтомологии и ботанике, просуществовавшие вплоть до 1917 года.
      Группой новых методов защиты растений при Музее Сада организована и функционирует научная экспозиция «Мир насекомых и грибов», которую за 2 года существования посетило около 40 тыс. человек.