新技术革命使人类社会各个领域发生了一系列深刻变化，生物工程、计算机技术、能源利用、新材料等新技术在农业上的综合利用促进了农业技术革命，加速了新型的集约化农业技术体系的建立。无土栽培就是在农业技术革命中产生和发展的全新的农业技术。它的出现打破了土壤耕作这一千古不变的法则，开辟了农业生产的广阔前景。
一、无土栽培及其种类
无土栽培技术是指不用天然土壤，不受天气气候影响，采用含有植物生育所必需的各种元素的化学培养液栽培作物的方式。并且，对光量、温湿度、二氧化碳浓度、营养液组分等环境条件施行人工控制。无土栽培的种类很多，目前，世界上大约已有30多种。一般都是以是否采用栽培基质作为分类的依据。因此，无土栽培分为基质栽培与无基质栽培两大类型。其主要种类如下图
下面简要介绍三种常用的无土栽培方式。
1. 营养液膜法（NFT）
营养液膜法（以下称NFT）是本世纪60年代末，英国温室作物研究所的库珀（A. cooper）教授发明的新技术。这种方式的主要特征是（1）栽培床呈1~2%倾斜度，l - 2 cm的浅层营养液由高向低循环流动。（2）作物的根在栽培床中一部分裸露在空气中，可直接吸收氧气。（3）这种方式可栽培叶菜类和果菜类，设备比较简单，营养液用量少。NFT—经问世，立即受到了全世界园艺界的关注，并在欧洲各国迅速发展，成为无土栽培由研究试验阶段向生产实用阶段转变的先导，把无土栽培技术推向一个新的发展阶段。现在，已经出现了多种NFT系统。
2. 岩棉培
岩棉培是丹麦的克劳达恩石棉跨国公司于本世纪70年代初开发研制的无土栽培方式。当时，荷兰的无土栽培试验场也进行了岩棉培的试验研究，并于1975年首先推广应用。
这种无土栽培方式所用的岩棉基质是采用60%的辉绿岩、20%石灰石和20%焦炭混合后经1600°C溶炼后制成0.005 mm的纤维，然后再按着需要的规格压制成型。
岩棉培一般是采用长70~100 cm，宽15~30 cm，厚75 mm的岩棉板，上面放置9×9 ×9 cm的岩棉块作为栽培床，将苗定植在岩棉块上。岩棉板需用白色聚乙烯塑料包起来防止营养液蒸发。岩棉板的下面用聚丙烯泡沫塑料作支架，中间设置调温管控制温度，用滴灌法供给营养液，多余的营养液从岩棉板下侧排出，可重复使用。
岩棉培的主要优点是（1）投资少，其设备费用低于其它种类的营养液栽培方式。（2）设备结构简单农户可自行安装。（3）生产管理技术简便易于掌握。（4）岩棉垫物理性能好，经消毒后可连续使用3~4年，作物发病率低。（5）适用作物种类多，经济效益高。
由于岩棉培具有投资少经济效益高等许多优点，自产生以来，一直在无土栽培中广为应用。目前，欧美的一些国家已逐步淘汰NFT等方式，以岩棉培取而代之。
3. 袋培
袋培是将基质装进塑料袋，然后用营养液浇灌作物，袋的规格一般是采用70×30×10 cm，或者100×30×10 cm两种，前者可种植番茄两株，后者3株。袋一般采用0.1 mm厚的内黑外白的抗紫外线辐射的PVC抗老化膜，可连续使用2~3年，基质一般为泥炭、蛭石、珍珠岩、砻糠、泡沫塑料等各种比重较轻的基质。目前，酚类树脂泡沫塑料应用的较多，经消毒后基质可连续使用。
袋培采用滴灌系统，营养液不循环利用。我国的袋培系统是利用重力法，将营养液槽架高1 m，能将营养液通过塑料管输送到36 m远的植株上。输送营养液的塑料管为Φ20，滴管为Φ4，再加上滴头每分钟流量为40~50 me。袋培法的优点（1）可以因地制宜、就地取材，充分利用廉价基质。（2）设备简单、投资少。既可施行自动化和计算机控制系统，也可土法生产，便于推广。（3）生产管理技术简便，容易掌握。目前，美国及我国多采用袋培方式。我国已有袋培方式的全套设备和化肥，
二、无土栽培的主要特点
无土栽培技术是在农业领域引用高技术实现高效率的一种生产方式，它不受自然条件的限制，采用高度的环境控制，按计划和要求生产农产品。下面简要介绍无土栽培的主要优点。
1. 实现农作物集约化周年生产。
2. 可充分利用空间、平面屋顶等地栽培作物，节省土地。
3. 无需轮作，多茬次，单产稳定、高产（参见表1）。
4. 栽培基质消毒省时省力，一次消毒可多茬次使用，可避免土壤病害。
5. 省水。土壤栽培平均每平方米耗水1.6吨，水分流失严重，经常发生缺水干旱。无土栽培比土壤栽培平均省水50~70%，水分利用率高，通过严格地控制科学地管理，可使水分的损失量缩减到仅相当于作物的蒸散量。
6. 省肥。土壤栽培中，肥料通过作物根圈大量流失，利用率低，不能使作物均衡吸收。而无土栽培中，通过科学地水肥管理和精密地自动控制，使作物均衡吸收，毫无损失。
7. 作物无污染无病害。果实鲜度高食味好，维生素含量高于土壤栽培的果实，而且，果实坚实耐贮存和运输。
8. 在严寒、酷热等极限条件下以至在沙漠、海岛等不毛之地也能进行农业生产。
9. 应用于航天、航海以及国防上，可采用无土栽培技术在宇宙空间站、月球空间站及轮船、飞船上栽培作物、生产果蔬等食品。
10可应用简便的无土栽培方式发展家庭普及型、嗜好型的作物栽培。
综上所述，无土栽培显示了高品质、高产量、集约化周年生产等优点，而最主要的莫过于节省土地这一点，它将为人类摆脱因人口骤增而面临的土地危机与粮食危机开辟了一条重要途径。
然而，由于无土栽培是在近50年才逐渐兴起，近20年来才刚刚起步的新兴的农业技术，目前尚存在着（1）初期投资大，控温及作业自动化等设备费用高，（2）电能消耗大，维持费用高。（3）适种作物种类少等等缺点。可以预见，这一新技术随着深入地开发研究，必将得到不断地发展和完善。
三、无土栽培发展的历史与现状
无土栽培历史悠久，古代的巴比伦、墨西哥、埃及等国家早在公元前数百年就已经出现了原始的水耕栽培。
1859年，德国科学家萨克斯（Sacks）用化学药品加入水中配制营养液栽培作物获得成功。自此之后，开始普遍应用营养液栽培法作为植物生理学和植物营养学的实验手段。本世纪30年代初，美国加里福尼亚大学的格里克教授，首先进行了具有实用规模的营养液栽培试验，培育出高达7.5米高的西红柿植株，其惊人的产量第一次显示了营养液栽培的极大潜力，举世为之震惊。从此，实验室水平的无土栽培技术开始进入了具有一定规模的蔬菜生产的新阶段，世界上许多国家先后开始了无土栽培技术的应用研究。
1940年以后，美国空军采用了无土栽培技术在世界各驻地生产蔬菜。进入50年代以后，意大利、西班牙、英国、法国、西德、日本、荷兰、苏联等许多国家都先后开始了无土栽培技术的开发应用。
当时的无土栽培基本上都是以砂和砾石为基质，栽培面积不大，自动化水平也很低。
60年代，欧洲首先开始进入固体基质的开发研究，英国、挪威、丹麦、荷兰等国发明和推广了以麦壳、泥炭、泡沫塑料等为基质的栽培方式。1972~1978年进入人工合成基质开发时期，岩棉、玻璃纤维、聚氨酯类海绵泡沫、聚酯塑料、酚醛泡沫塑料等都应用到无土栽培上。
当时，在保护地设施土壤栽培中由于反复重茬和大量施用化肥，营养不平衡，以及连作造成土壤病害严重，土壤物理化学性质恶化等，使保护设施土壤栽培面临着严重问题，这使得新兴的设施园艺无土栽培技术更为引人瞩目。并且，随着生物技术、计算机控制、新材料等现代技术的发展及其在农业上的综合应用，把无土栽培技术推进了新的发展阶段。
进入80年代以后，随着NFT和岩棉培的产生和推广，无土栽培以欧洲为中心在世界各地蓬勃发展起来。到1985年，荷兰的无土栽培仅有10年的历史，但其发展速度超过世界各国，其栽培面积和技术水平均居世界首位。现在，荷兰的无土栽培面积已超过2000公顷，80%是岩棉培，生产的花卉和蔬菜大部分出口，年创汇13亿美元。
英国首先发明和应用了NFT栽培系统，但到了1984年已逐渐被岩棉培取代，目前，英国岩棉培面积占无土栽培总面积的70%。美国是世界上最早应用无土栽培技术的国家，由于近年采取了限制的政策，其发展速度不快。但其无土栽培总面积也有200公顷，并且还发展了许多家庭无土栽培系统总共也有65公顷。袋焙是美国的主要栽培方式，常用的是扁平规格为100×30×80 cm，基质为蛭石、草炭、锯末、珍珠岩、树皮、泡沫塑料等，岩棉培的应用也正在发展。法国则是以砾耕和岩棉培为主，无土栽培面积约450公顷。
日本的无土栽培在第二次世界大战以后，美军占领时期就开始了，1981年发展到285公顷，1983年发展到高峰达293公顷，而到1986年全国无土栽培面积为245公顷，比1983年下降了16.4%。日本的无土栽培是从循环水的砾耕开始的。70年代后开始大量地发展了NFT，现在89%为营养液循环式栽培方式。由于生产成本高，技术也较复杂，使日本无土栽培处于徘徊不前的局面。
用微机联机的方式对无土栽培温室环境施行遥控管理这在荷兰、英国、美国等国家已相当普及。日本、美国等国家还开发了一些农用专家系统，例如，植物生育诊断系统、栽培管理系统等。
将生物技术引入无土栽培中应用最多的是应用组织培养的方法短期内生产大量无病种苗的技术，一些国家已有不少用组织培养方法的现代化种苗工厂，为无土栽培生产提供脱毒无病的种苗。
我国无土栽培技术应用研究是从1976年才开始的，一些单位已开始进入生产应用，但大部分尚处于试验研究阶段。
我国在这一方面的研究工作十分注重从国情国力出发，采用因地制宜就地取材的原则，重点进行节能、省水、省肥、省工的无土栽培系统的开发。在栽培基质上，除蛭石、草炭、岩棉外，还采用砻糠灰、炉渣、锯末等廉价基质，并且还用混合基质代替单一基质。在营养液配方中，针对我国资源条件，利用硫铵、尿素等部分地代替硝态氮作为氮源，获得较好的效果。在设施方面，遵循简便实用的原则，初步形成了几种配套系统。
近年来，我国的无土栽培技术的研究和应用发展较快，在盐碱地集中的油田和土壤连作障害严重的温室等地无土栽培生产应用发展快，并开始稳步地向全国推广。