我國面臨著嚴重的資源和能源短缺問題，人均耕地面積和水資源占有量只有世界人均水平的1/3和1/4，并呈進一步減少的趨勢。而我國的鹽堿地面積有3300多萬公頃，并以每年6000多公頃的速度在增加。面對這一現(xiàn)實，我國農(nóng)業(yè)必須選擇一條資源高效利用的集約化可持續(xù)發(fā)展的道路。而利用無土栽培可以在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)無法利用的鹽堿地、戈壁、沙漠等非可耕地上進行蔬菜生產(chǎn)，同時無土栽培也是解決設施蔬菜連作障礙的有效方法。因此，開發(fā)無土栽培技術是實現(xiàn)蔬菜高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的重要途徑，也是蔬菜生產(chǎn)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向現(xiàn)代化、規(guī)?；?、集約化轉(zhuǎn)化的新型栽培方式。

　　我國設施栽培發(fā)展迅速，已成為許多地區(qū)農(nóng)民致富、農(nóng)業(yè)增效的支柱產(chǎn)業(yè)。我國人均蔬菜占有量接近400公斤，遠超世界人均126.8公斤，從根本上解決了市民的吃菜問題。以前我國重點是首先解決蔬菜欠缺和周年供應問題，一切以高產(chǎn)、超高產(chǎn)為目標，研究成果多是“大肥、大水”管理。“大水、大肥”雖然提高了產(chǎn)量，但明顯帶來土壤鹽漬化、連作障礙、地下水污染、品質(zhì)較差等問題，面源環(huán)境污染和土壤連作障礙問題已是我國設施農(nóng)業(yè)一個亟需解決的問題。

　　而“無土栽培”是設施農(nóng)業(yè)克服連作障礙和面源環(huán)境污染的一個重要途徑，許多發(fā)達國家在無土栽培技術方面取得了顯著突破，相繼開發(fā)了符合本國國情和經(jīng)濟社會發(fā)展水平的無土栽培方式和技術。我國從1986年才正式開展蔬菜無土栽培技術的研究。從1986年到1990年，我國無土栽培主要處于引進和消化吸收階段，自1990年以后，我國無土栽培進入自主研發(fā)階段，到2000年的10年內(nèi)，中國自己研究創(chuàng)造了一些投資少、更適合中國國情的無土栽培系統(tǒng)，如有機生態(tài)型無土栽培系統(tǒng)、浮板毛管系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都采用國內(nèi)設備和肥料，生產(chǎn)出各種無土栽培配套系統(tǒng)來滿足國內(nèi)生產(chǎn)者的需要，大大降低了無土栽培的成本，促進了無土栽培技術在我國的推廣應用。1985年，我國無土栽培面積僅有0.1公頃，1995年增加到50公頃，2005年發(fā)展到1500公頃，2009年全國無土栽培面積超過3000公頃，起到了較好的示范作用。但目前無土栽培面積不足溫室和大棚面積的0.1％，主要存在以下技術問題需要解決：

　　一是荷蘭等國家無土栽培主要采用雨水進行灌溉，而我國北方使用的地下水EC值高、水質(zhì)偏硬，滴微灌系統(tǒng)難以適應，經(jīng)常發(fā)生堵塞和澆水不均問題；二是無土栽培多采用大量使用綜合性狀優(yōu)良草炭、蛭石等基質(zhì)，但草炭為不可再生資源，栽培基質(zhì)成本越來越高；三是目前我國滴微灌系統(tǒng)對水溶性肥料要求高、與栽培系統(tǒng)不配套；四是我國無土栽培技術的研究薄弱，對使用者知識水平要求高，操作復雜，初期投入成本高，影響無土栽培技術在我國的推廣應用。

　　針對這些技術問題，北京市農(nóng)林科學院蔬菜研究中心和農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)（北方）重點實驗室于2009年開始確立了“安心安全蔬菜生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)”的創(chuàng)新研發(fā)，以不再使用草炭土等不可再生資源和建立生態(tài)可持續(xù)新技術前瞻性研究為目標，從基礎研究和栽培系統(tǒng)建立入手，研究并開發(fā)了“無基質(zhì)營養(yǎng)液育苗”、“封閉式循環(huán)槽培生態(tài)栽培”、“液流弓背式果菜管道栽培”和“安心韭菜、葉菜栽培”4個新的無土栽培系統(tǒng)。

　　研究表明，“安心安全蔬菜生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)”的創(chuàng)新研發(fā)初步建立了適合我國國情、環(huán)境友好、操作簡易的無土栽培技術體系，從而構建適合中國國情的節(jié)水節(jié)肥、高產(chǎn)高效、封閉零排放設施蔬菜生態(tài)栽培系統(tǒng)，不僅可實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)、資源循環(huán)利用、減輕生態(tài)環(huán)境負荷目標，還可簡化無土栽培的操作和投入。而且這4個栽培系統(tǒng)的成本只有荷蘭栽培系統(tǒng)的32%~50%，使得這一技術容易被郊區(qū)菜農(nóng)接受，可大面積推廣。

　　“安心安全蔬菜生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)”的創(chuàng)新研究，通過栽培系統(tǒng)創(chuàng)新給植物根系創(chuàng)造了健康的生長環(huán)境，特別是首次探索了不再使用草炭等不可再生有機資源的營養(yǎng)液循環(huán)無機基質(zhì)獨特栽培技術。因此，該發(fā)明不僅在栽培理論上有所創(chuàng)新，而且在蔬菜生產(chǎn)中可創(chuàng)造明顯的經(jīng)濟和社會效益。