Гидропоника является наиболее распространенной техникой выращивания в современных теплицах. При использовании гидропоники корни получают питание из питательного раствора, который доставляется через ряд желобов и каналов.

Гидропонику можно подразделить на жидкие системы, в которых не используется поддерживающая среда, и агрегирующие системы, в которых для стабилизации растений используется твердая среда для выращивания.

Гидропонные системы также подразделяются на закрытые и открытые. Гидропонные системы, в которых нет среды для выращивания, обычно являются закрытыми системами, а гидропонные системы, в которых используются среды для выращивания, могут быть закрытыми или открытыми системами. В закрытой системе один и тот же питательный раствор рециркулируется, и концентрации питательных веществ контролируются и корректируются соответствующим образом. В открытых гидропонных системах для каждого цикла орошения вводится свежий питательный раствор. Питательный раствор обычно доставляется растениям с помощью капельной системы. Основным преимуществом закрытых гидропонных систем по сравнению с открытыми системами является их эффективность в использовании воды и питательных веществ. С другой стороны, вода, которая циркулирует в гидропонике, дает дополнительный вес, что отражается на увеличении материалоемкости конструкции.

Поскольку в гидропонике корни всегда погружены в воду, для выращивания предпочтительны те культуры, которые более устойчивы к заболачиванию, такие как капуста, салат и помидоры. В случае возникновения избыточного количества раствора для его откачивания требуются водяные насосы.

Аквапоника - это объединение аквакультуры (выращивание рыбы) и гидропоники (выращивание растений без почвы), при котором рыба и растения выращиваются вместе в одной интегрированной системе, поддерживающей минимальные колебания уровня питательных веществ и кислорода. При этом корни растений висят прямо в аквариуме. Рыбные отходы служат источником органической пищи для растущих растений, а растения обеспечивают естественный фильтр для воды, в которой живут рыбы. Третьими участниками являются микробы (нитрифицирующие бактерии) и компост из красных червей, которые процветают в растущих средах. Эти микробы превращают аммиак из рыбных отходов сначала в нитриты, затем в нитраты и твердые вещества в компост, который является пищей для растений.

Рыбоводческое хозяйство выполняет функции утилизации отходов, источника питательных веществ для растений и производства пищи (рыбного филе) в пределах вертикальной фермы. Это повышает эффективность фермы за счет использования воды для орошения растений и растительных отходов для создания пищи в виде съедобной биомассы рыбы.

В аквапонике используется вид рыбы тилапия по следующим причинам:

• тилапия может потреблять широкий спектр кормов;
• температура тропической воды, требуемая для тилапии, идеально подходит для вертикальной фермы, так как такая температура обеспечивается светодиодным освещением;
• тилапия очень эффективна в превращении корма в животный белок, соотношение массы корма к рыбе колеблется от 1,5 до 2 в зависимости от условий воды и качества корма;
• благодаря своему вкусу, который многим нравится, тилапия получила широкое распространение.

Изобретатель хайпоники Сигэо Нодзава, президент компании «Киова» (Япония), потратил 20 лет на эксперименты. Суть этого метода – гидропоника и компьютерные технологии. Питательный раствор непрерывно циркулирует, питая растения только теми веществами, которые ему необходимы, именно в данный период развития, а их концентрация в несколько раз выше, чем бы растение могло получить из почвы. Хайпоника является наиболее прогрессивным подвидом гидропоники, появившимся сравнительно недавно благодаря усовершенствованию классических гидропонных методов.

Несмотря на то, что Хайпоника появилась совсем недавно, сегодня есть уже и дыни, с одной лозы которых собирается более 90 плодов весом 1,2 кг, и огуречное дерево, дающее 3000 огурцов, и чудо-томат, дающий 4000 плодов за 3 месяца, и 6-метровый сахарный тростник. Даже папайя растет в хайпонике не хуже, чем в тропиках, хотя обычно в японском климате она не произрастает. Специальная аппаратура создает оптимальные температуру, влажность и другие характеристики. В результате скорость развития и созревания плодов возрастает в 3-4 раза.

Понадобилось 1000 экспериментов и долгие годы кропотливой работы, чтобы разработать питательные составы для каждой культуры. Компания держит в строгой тайне свои формулы растворов. Известно, что никаких стимуляторов, гормональных и других препаратов, искусственно ускоряющих рост, в них не применяется. Никаких опасностей или побочных эффектов для человека плоды, выросшие на хайпонике, не представляют, а по качеству ничуть не уступают обычным плодам.

Это новая методика, разработанная в Японии физиком полимеров доктором Юичи Мори, Mebiol Inc., Imec®. Растения, выращенные на тонкой пленке из гидрогеля, поглощают воду и питательные вещества через наноразмерные поры. Вирусы и бактерии блокируются пленкой, что позволяет получить очень безопасный продукт без использования химикатов. Из-за пленочного барьера и низкого потребления воды культуры растут немного медленнее, чем обычно, что ускоряет синтез сахара и аминокислоты, способствуя высокой сладости и питательности.

Ферма Farmers Cut (Гамбург, Германия) использует систему выращивания на пленке для выращивания своих микрозелени, мини-овощей и съедобных цветов. Это обеспечивает эффективность, компактность, гигиену и преимущества в обращении по сравнению с другими системами. При этом, по мнению Марка Корзилиуса, основателя Farmers Cut, требуется много проб и ошибок, чтобы система работала гладко и эффективно.