El cultivo sin tierra de plantas cultivadas comenzó en la década de 1930 como resultado de las técnicas de cultivo empleadas por los fisiólogos vegetales en experimentos de nutrición vegetal. Los métodos más recientes de cultivo sin tierra difieren en algunos detalles, pero tienen dos rasgos comunes: los nutrientes se aportan en soluciones líquidas y las plantas se sostienen sobre materiales porosos(semi-hidroponicos), como turba, arena, perlita, lana de roca, corteza de coco, o fibra de vidrio, las cuales actúan como mecha y transportan la solución de nutrientes desde su lugar de almacenamiento hasta las raíces.
 

Nutrientes.

    Las plantas verdes elaboran sus propios alimentos orgánicos por medio de la fotosíntesis; emplean dióxido de carbono y oxígeno como materias primas. Los nutrientes aportados por el suelo a las plantas son en su mayoría sales minerales. Los fisiólogos vegetales han descubierto que las plantas necesitan carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio, azufre, calcio, hierro, manganeso, boro, cinc, cobre y, con mucha probabilidad, molibdeno.

    Extraen carbono, hidrógeno y oxígeno en grandes cantidades del agua y del aire, pero el resto de los elementos suelen ser aportados por el suelo en forma de sales. Las cantidades relativas de estos elementos necesarias para un crecimiento normal difieren para cada planta, pero todas requieren proporciones grandes de nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio, azufre y calcio. El hierro, el manganeso, el boro, el cinc, el cobre y el molibdeno se requieren en cantidades muy exiguas, y reciben el nombre de micronutrientes o elementos vestigiales. Las sales específicas que se usan para proveer estos elementos varían a criterio del cultivador; una solución típica de minerales primarios se compone de agua destilada con nitrato de potasio, KNO3, nitrato de calcio, Ca(NO3)2, fosfato ácido de potasio, KH2PO4, y sulfato magnésico MgSO4. En las soluciones, las sales se disocian en iones; el nitrato de potasio, por ejemplo, llega a las plantas en forma de los iones K+ y NO3-. A la solución de elementos primarios se añaden sales de micronutrientes para completarla, además de una pequeña cantidad de fungicida para impedir el crecimiento de mohos.
 

Métodos de cultivo hidropónico.

    Se emplean varias técnicas de cultivo.
    El método comercial más práctico es la subirrigación, en la que las plantas se cultivan en bandejas llenas de grava, escoria u otros materiales de grano grueso, que sufren una inundación periódica con una solución de nutrientes. Después se drena la solución, con lo que es posible reutilizarla mientras conserve suficientes minerales.
    El método de cultivo en agua es muy utilizado en la experimentación botánica.
    Un tipo común de cultivo en agua emplea frascos de porcelana vidriada llenos de solución; las plantas se asientan sobre lechos de fibra de vidrio o un material similar, que se sustenta sobre la superficie del líquido. Las raíces de las plantas atraviesan estos lechos y penetran en la solución.
    El método menos exacto es el más fácil de emplear. Se utiliza arena gruesa y limpia en vez de tierra, y se vierte sobre ella la solución nutriente a intervalos regulares y en cantidades más o menos iguales.
    Una versión más refinada es el método del goteo, en el que se mantiene una aportación lenta y constante de nutrientes. El exceso de solución de nutrientes se drena en ambos métodos.

    Los métodos de cultivo hidropónico se están usando con éxito para producir plantas fuera de estación en invernaderos y para cultivar plantas donde el suelo o el clima no son adecuados para una especie determinada; también se utilizan en zonas muy áridas, en suelos pobres o en aquellos susceptibles al ataque de parásitos.
 
 

Antecedentes

    Durante la II Guerra Mundial, por ejemplo, se cultivaron con éxito verduras por este procedimiento en varias bases de ultramar.
    En la década de 1960, el cultivo hidropónico se desarrolló a escala comercial en las regiones áridas de Estados Unidos donde se emprendieron también investigaciones en las universidades estatales.
    En otras regiones áridas, como el golfo Pérsico y los estados árabes productores de petróleo, está en marcha el cultivo hidropónico de tomates y pepinos; estos países continúan investigando sobre otros cultivos susceptibles de ser explotados por este método, dado que sus tierras cultivables son limitadas.