一個困惑問題的提出--- 
植物必須在土里生長嗎,？ 
       從開天辟地以來，也是說從亙古以來，人們總認為植物離不開土壤,，土壤是植物生長的搖籃與母親,，從穿透土壤的根系,，從旺盛生長的樹勢,，使人們想到土壤中必有 供給生長發(fā)育所需的營養(yǎng),，但在當時對營養(yǎng)的概念只是含糊的,，沒有像現(xiàn)在這樣,，能對營養(yǎng)需求有了深層次的認識。只是從現(xiàn)象中進行模糊分析,，下了肥的植物長得 快,，澆了水的植物不受旱，但究其機理誰人也說不清,，這是十七世紀前,，人們對植物肥水的感觀認識。十七世紀初，科學家們對植物的生長進行了細致的觀察,，發(fā)現(xiàn) 種在土缽里的植物,，在不施肥只淋雨的情況下栽培數年后，發(fā)現(xiàn)也能生長,，測量時明顯的變重,，但是土壤的重量卻沒有減輕，這使人們開始關注雨水的作用,，啟發(fā)性 的想到,，雨水中是不是含有植物生長所需的養(yǎng)分。不過此時的試驗無非是一種粗糙的設計,，但它開啟了科學家們的思路,，人們開始研究，自然灑落于栽培土壤里的雨 水是不是含有植物所需的養(yǎng)分,，這是問題的最初提出,。后來一位農業(yè)化學家李比希闡明了其中機理，并提出了礦質營養(yǎng)學說,，證明了植物生長對養(yǎng)分的利用是離子化 礦質化的無機營養(yǎng)元素,，從而使人們從有機養(yǎng)分局限認識中得到了徹底的解放與提升，這為現(xiàn)代化學農業(yè)及營養(yǎng)液栽培的發(fā)展開啟了一道劃時代的大門,，預示著化肥 農業(yè)的開始,。從些化肥在農業(yè)上的運用得以廣泛的普及，使農業(yè)生產力水平得以大幅度的提高與發(fā)展,。 
探明了植物營養(yǎng)需求的機理 
       通過人們對植物營養(yǎng)的研究,，證明了植物正常生長所需的營養(yǎng)因子及環(huán)境因子必需協(xié)調的滿足與供給，否則都會造成生長發(fā)育的不正常,，也就是生理障礙的發(fā)生,。其 中對根系功能的研究發(fā)現(xiàn)，根系除了對氮磷鉀鈣鎂硫等十三種礦質元素需求外,，還需供給充足的水份與氧氣,，特別是氧氣的正常供給是根系能否吸收營養(yǎng)元素的關 鍵。植物只有在充足的肥水氣環(huán)境中,，再加上外界的光照,、溫度、濕度,、二氧化碳等氣候因子,，才能正常的生長，這些因子缺一不可,，所以提出的限制因子學說,，其 中根對營養(yǎng)元素吸收的需求提出了最為貼切的理論,，就是水桶理論，也就是把每種元素比喻成裝水水桶的每塊組成板塊,，這個由板塊組成的水桶的裝水水平是由最低 的板塊所決定的,，也就是植物對生長的影響是由最低的也就是最缺乏的元素所決定，把局限生長的最低元素就叫限制因子元素,，所以要讓植物正常生長，各種礦質元 素需做到均衡的供給,，只有均衡供給才能讓植物正常的生長,。而供給與吸收又是兩回事，有充足的元素供給,，但如果沒有充分的吸收,，還是不行，而對營養(yǎng)元素的吸 收又是由水與氣兩個因子所決定,，沒有水的干旱環(huán)境,，吸收過程缺乏運輸的載體，也不能正常吸收,，有了充足的水,，沒有充足的氧氣，出難以讓根系發(fā)揮出正常的生 理吸收功能,。于是,，使人們充分認識到，在水氣肥的三要素中,，是缺一不可的,，這就為當前水培技術的形成提供了理論上與認識上的基礎，啟發(fā)性地讓人們想到,，只 要肥水氣的充分供給就可以讓植物正常地生長與發(fā)育,。其實現(xiàn)代水培技術不管是從栽培系統(tǒng)設計上還是循環(huán)方式的選擇上都是圍繞這三者展開的。 
格里克邁出了重要的一步
       通過人們對植物生長機理的研究,，發(fā)現(xiàn)土壤的作用無非也就是為植物供應充足的水氣肥而已,，如果能滿足植物根系對水氣肥的需求，就是沒有土壤也能讓植物正常生 長,，于是,，格里克這位植物營養(yǎng)學家開始了番茄的水培研究，終于種植出了世界上第一株水培植物,，水培番茄,。從此，開始了更多科學家對植物水培的研究,，一直到 現(xiàn)在,，已成為一項專門的學科與專用的技術,。就是這里所指的水培技術。 
在軍事基地上的運用 
      1930年,，美國最先想到把這種栽培模式用于軍事基地上,，為基地的官兵們供應蔬菜，最早是采用沙培的方法,，因為,，大多的軍事基地是建在沒有土壤的荒漠上， 它們利用沙子作為基質來代替土壤,，運用配制的營養(yǎng)液用為肥料進行最早的營養(yǎng)液栽培,，這是現(xiàn)在的人工基質無土栽培。這種沙培方法,，在美軍的二次世界大戰(zhàn)中,， 發(fā)揮了卓卓的戰(zhàn)功與作用，特別是在大平洋戰(zhàn)爭中,，美軍的后勤部隊曾在只有珊瑚礁的島嶼上建立了三個規(guī)模較大的基地,，為士兵們提供新鮮的蔬菜，是當時官兵們 維生素及礦物質營養(yǎng)的主要來源,，這三個基地一直運行到朝鮮戰(zhàn)爭結束,。當時主要是生產葉菜類與番茄，特別是番茄汁是最重要的礦物質來源,，所以戰(zhàn)后美國的番茄 產業(yè)發(fā)展極為迅速與活躍,。
現(xiàn)代水培技術的形成 
      在國際上，除了美國率先用于軍事上以外,，日本是較早用于農業(yè)生產的一個國家,，此時的人們已充分認識到水培的發(fā)展前景與優(yōu)勢。1960年,，日本國在靜岡縣清水 市的園藝試驗場興津支場率先開始了水培技術的系統(tǒng)化栽培研究,，當時，很重要的一個方面還是為了解決農作物的連作障礙,，而水培是解決連作的一個最好對策,，采 用了沙培、礫培等模式的研究,，隨著研究的深入,，才發(fā)展為現(xiàn)代的純水培技術，目前的日本已把水培技術作為現(xiàn)代農場栽培蔬菜的一種最重要手段與技術,。