1859年萨克斯对石英砂栽培植物用的营养认进行了研究，并于1865年和克诺普一起设计了一种水培植物植物的装置，该装置利用广口瓶做栽培容器，加入他们配制的营养液，用棉花塞固定植株，把植株悬挂起来而根系伸入瓶内的营养液中，进行栽培植物试验。同时应用化学分析的方法分析植物体的元素组成，首次提出了十种元素学说。还确定了相应的无机化合物硝酸钾、硝酸钙、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化铁为营养源，配制出一种比较完整的克诺普营养液。他们的试验获得成功，并明确了许多水培过程的管理方法。这种利用含有矿质元素的溶液（即营养液）来种植植物的方法被称为水培，该方法至今仍在许多科学研究领域中应用。他们两人被称为现代无土栽培的先驱。

      随着现代化科学和生物科学的进展，继萨克斯和克诺普的工作之后，许多科学工作者对营养液进行了深入的研究，提出了很多营养液的配方，有许多标准的营养液配方至今世界各地仍作为营养液的规范配方在广泛使用。其中最有代表的是诺伯（1869年）等。

     至今世界各地广泛使用的规范的标准营养液配方：诺伯（1869年）、托伦斯（1882年）、舒姆佩尔（1890年）、普法发尔（1900年）、科劳恩（1902年）、托丁汉姆（1914年）、斯福（1915年）等。

       尤其是美国的霍格兰和阿农（1938-1940年）对营养液中营养元素的比例和浓度、微量营养元素等进行了大量的研究，发表了许多营养液配方。阐明了营养液中添加微量元素的必要性。他们的配方至今仍被广泛采用。

     1929年美国加洲大学的格里克参照霍格兰的营养液配方配制营养液栽培番茄取得成功。种植的番茄株高达7.5米，1株收获果实14.5公斤。成为第一个把植物生理试验采用的无土栽培技术引入商业化生产的科学家。

      他在装有营养液的种植槽上方安装四周用木板、底部由金属网做成的定植网框，依次装入麻袋片、锯木和蛭石等固体基质以固定、支撑植物，并保证根系在黑暗的环境下生长。植物定植在基质中，随着植株的生长、根系伸长后穿过金属网而漂浮于种植植物的营养液中，从营养液中吸收水分和养分。如图所示。他于1933年用这种种植植物的装置以“水培植物设施”为名取得专利。为了区别于以前的水培，他将之称之为液培，后来又叫水耕。他还用营养液成功地栽培出萝卜、胡萝卜、马铃薯及一些花卉和果树等。

      在取得专利2年后他指导生产者建造了面积达8000平方米的无土栽培生产设施，用于商品化生产，后来美国泛美航空公司请他指导，在太平洋中部的威克岛上建立了一个蔬菜无土栽培基地，为航空班机的乘客和服务人员提供新鲜的蔬菜。由于他的工作极大地推动了无土栽培技术在生产上的应用，无土栽培很快传到了欧洲和亚洲。

    同年,美国空军在英属圭亚那的阿森松岛上建了一个无土栽培基地,还在硫磺岛也建立了无土栽培基地,生产蔬菜以解决军需.由于二战期间无土栽培在解决不毛之地的军需供应上的突出贡献,战后美国\欧洲等喜生食蔬菜国家的国际交流频繁,把无土栽培推广到日本\韩国中国等东方使用人畜粪尿的国家,以生产洁净的蔬菜满足西方人饮食文化要求.

      同期我国的华侨张四维在上海虹桥创办四维农场开展了温室番茄的无土栽培,供应当时聚居在上海的国内外豪富消费.

      由于无土栽培理论和技术本身已趋于完善和成熟,在生产应用上也初步显示出其优越性,作为一种理想的农业生产模式被展示,引起了科技界和政府部门的普遍关注,成为生产者所期望的一种新的生产技术.由于广阔的应用前景和社会需要,众多的研究者和非农业生产部门声速介入,使无土栽培技术自二次大战后,真正进入大规模生产应用阶段.随着石油化工业的迅速发展,无土栽培中大量使用塑料制品,使栽培设施定型化,标准化,使安装操作简易\方便化,使用栽培环境洁诤化,且成本投入大幅度降低,使得许多种植都可以接受,实现了大面积的推广应用.

        农业文明标志，就是人类对作物生长发育的干预和控制程度。实践证明，对作物地上部分的环境条件的控制，比较容易做到，但对地下部分的控制（根系的控制），在常规土培条件下很困难的。

       无土栽培技术的出现，使人类获得了包括无机营养条件在内的，对作物生长全部环境条件进行精密控制的能力，从而使得农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约，完全按照人的愿望，向着自动化、机械化和工厂化的生产方式发展。这将会使农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增长。

     从资源的角度看，耕地是一种极为宝贵的、不可再生的资源。由于无土栽培可以将许多不可耕地加以开发利用，所以使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充，这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题，有着深远的意义。无土栽培不但可使地球上许多荒漠变成绿洲，而且在不久的将来，海洋、太空也将成为新的开发利用领域。美国已将无土栽培列为国该国本世纪要发展的十大高技术交流会上，就是关于宇宙空间植物栽培的研究报告，那只能是无土栽培。因而无土栽培技术在日本，已被许多科学家做为研究”宇宙农场”的有力手段，人们称为太空时代的农业，已经不再是不可思议的问题。水资源的问题，也是世界上日益严重地威胁人类的生存发展的大问题。不仅在干旱地区，就是在发达的人口稠密的大城市，水资源紧缺也越来越突出。随着人口的不断增长，各种水资源被超量开采，某些地区已近枯竭。所以控制农业用水是节水的措施之一，而无土栽培，避免了水分大量的渗漏和流失，使得难以再生的水资源得到补偿。它必将成为节水型农业、旱区农业的必由之路。