เกษตรทฤษฎีใหม่ ประหยัดพื้นที่และปลูกได้ในทุกสภาพแวดล้อม: ช่วยให้สามารถปลูกพืชในพื้นที่จำกัด เช่น ดาดฟ้า อาคาร หรือพื้นที่ที่มีปัญหาเรื่องดินเสื่อมโทรม ดินเค็ม หรือดินปนเปื้อนสารเคมี
* ควบคุมปัจจัยการเจริญเติบโตได้อย่างแม่นยำ: สามารถบริหารจัดการธาตุอาหาร ปริมาณน้ำ ค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) และแสงได้อย่างเหมาะสม ทำให้พืชเจริญเติบโตได้เร็วกว่าการปลูกในดิน
* ลดการใช้สารเคมีกำจัดศัตรูพืช: เนื่องจากเป็นการปลูกในระบบปิดหรือโรงเรือนที่ไม่มีการสัมผัสกับดินโดยตรง จึงลดปัญหาโรคและแมลงศัตรูพืชที่มาจากดิน ส่งผลให้ได้ผลผลิตที่สะอาดและปลอดภัยต่อผู้บริโภค
* ประหยัดน้ำและทรัพยากร: ระบบไฮโดรโปนิกส์หมุนเวียนน้ำและธาตุอาหารกลับมาใช้ใหม่ได้ ทำให้สูญเสียน้ำน้อยกว่าการปลูกในดินทั่วไปหลายเท่า
* เพิ่มผลิตภาพและวางแผนการผลิตได้ตลอดปี: สามารถเก็บเกี่ยวผลผลิตได้สม่ำเสมอ ลดความเสี่ยงจากสภาพอากาศและฤดูกาล ทำให้บริหารจัดการเชิงพาณิชย์ได้ง่ายขึ้น
พัฒนาการไฮโดรโปนิกส์ในประเทศไทยเทคโนโลยีไฮโดรโปนิกส์เริ่มเข้ามาในประเทศไทยช่วงปี พ.ศ. 2530 โดยเริ่มจากสถาบันการศึกษาและหน่วยงานวิจัยทางการเกษตรที่นำเข้ามาทดสอบปรับใช้กับสภาพอากาศร้อนชื้น ต่อมาในยุค พ.ศ. 2540 เป็นต้นมา ได้เกิดการพัฒนาวัสดุปลูกและสูตรปุ๋ยปะปนในท้องถิ่น จนกลายมาเป็นธุรกิจฟาร์มผักสลัดและผักปลอดภัยเชิงพาณิชย์ที่แพร่หลายในปัจจุบัน
การปลูกพืชโดยไม่ใช้ดินหรือ ไฮโดรโปนิกส์ (Hydroponics) มีรากศัพท์มาจากภาษากรีก คือ Hydro (น้ำ) และ Ponos (การทำงาน) หมายถึงกระบวนการให้สารอาหารแก่พืชผ่านตัวกลางที่เป็นน้ำโดยตรงหลักการทางชีววิทยาและพฤกษศาสตร์ของการปลูกพืชระบบไฮโดรโปนิกส์ สามารถสรุปเป็นหมวดหมู่เชิงวิชาการได้ดังนี้:1. สรีรวิทยาการดูดซึมสารอาหาร (Plant Mineral Nutrition)พืชไม่ได้ใช้ดินเป็นอาหารโดยตรง แต่ใช้ดินเป็นเพียงที่ยึดเกาะของรากและแหล่งเก็บกักสารอาหาร การปลูกแบบไฮโดรโปนิกส์จึงเป็นการป้อนธาตุอาหารจำเป็น 16 ชนิด (เช่น N, P, K, Ca, Mg, S และธาตุอาหารเสริม) ในรูปของไอออนที่ละลายน้ำ (Dissolved Ions) ทำให้รากพืชดูดซึมไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสงได้ทันทีโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการย่อยสลายของจุลินทรีย์ในดิน2. ปัจจัยทางเคมี-กายภาพที่ต้องควบคุม (Physicochemical Parameters)ค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH Level): ช่วงที่เหมาะสมที่สุดคือ 5.5 – 6.5 เพื่อให้ธาตุอาหารทุกชนิดปลดปล่อยไอออนในรูปที่รากดูดซึมได้ดีที่สุด หาก pH สูงหรือต่ำเกินไปจะเกิดภาวะสารอาหารตกตะกอนหรือล็อคตัว (Nutrient Lockout)ค่าความนำไฟฟ้า (Electrical Conductivity - EC): ใช้ความเค็มของสารละลายวัดปริมาณความเข้มข้นของธาตุอาหาร มีหน่วยเป็น $\text{mS/cm}$ ผักแต่ละชนิดต้องการค่า EC ต่างกัน (เช่น ผักสลัด 1.2–1.8 $\text{mS/cm}$, มะเขือเทศ 2.0–3.5 $\text{mS/cm}$)ออกซิเจนละลายในน้ำ (Dissolved Oxygen - DO): รากพืชต้องการออกซิเจนเพื่อการหายใจระดับเซลล์ (Cellular Respiration) และใช้พลังงานในการดูดซึมธาตุอาหาร ระดับ DO ที่เหมาะสมควรอยู่ที่ 6–8 $\text{mg/L}$3. กลไกการลำเลียงในระบบต่างๆระบบ (System Type)กลไกทางฟิสิกส์และการลำเลียงการระบายอากาศที่รากNFT (Nutrient Film Technique)สารละลายไหลเป็นชั้นฟิล์มบางด้วยแรงโน้มถ่วงรากสัมผัสอากาศครึ่งหนึ่งและสัมผัสน้ำครึ่งหนึ่งDFT (Deep Flow Technique)สารละลายหมุนเวียนแบบน้ำลึก ควบคุมระดับน้ำได้ต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มออกซิเจนเติมอากาศในน้ำSubstrate Cultureใช้ตัวกลางเฉียบพลัน (Inert Media) เช่น ขุยมะพร้าว, ร็อควูลตัวกลางช่วยกักเก็บอากาศและสารละลายรอบราก4. ข้อดีและข้อจำกัดเชิงเทคโนโลยีการเกษตรEfficiency: เพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำ (Water Use Efficiency - DUE) ได้สูงถึง 90% เมื่อเทียบกับการเกษตรบนดิน เนื่องจากเป็นระบบหมุนเวียนปิด (Closed-loop system)Yield Density: อัตราการเจริญเติบโตเร็วกว่าการปลูกในดินประมาณ 20–25% เนื่องจากพืชไม่ต้องสูญเสียพลังงานในการหยั่งรากหาอาหารBiosecurity: ลดการใช้สารเคมีกำจัดแมลงและโรคพืชที่มาจากดิน (Soil-borne Pathogens) เช่น เชื้อรา Fusarium หรือ Pythium