1969年，在丹麦人开始采用岩棉栽培的同时，美国人则开发了一种完全使用砂子作为基质的适于沙漠地区的开放式无土栽培系统。作为节水性农业项目，很快受到美国亚利桑那州、伊朗、阿拉伯联合酋长国的重视。
沙漠、半沙漠占地球陆地面积的1/4～1/3，分布于中东、北非、中国、南北美洲、大洋洲等地。在理论上这种系统具有很大的潜在优势，这些地区的砂子资源极其丰富，不需从外部运入，价格低廉，砂子不需每隔1～2年进行定期更换，属永久性的基质。
砂培可以看作是砾培的一种，但其基质粒径比砾培小，且其保水性比砾培高。砂培系统的特征是砂粒基质能保持足够湿度，满足作物生长需要，又能充分排水，保证根际通气。但有时会因砂粒粒径过小，保湿量过大，而又不循环流动，导致溶氧供应量减少，通气不良的情况。因此，如何把握砂培不过干、不过湿是管理技术的关键。
一、基质
砂是无土栽培中应用最早的一种基质材料。其最大优点是取材广泛，价格便宜。砂的不同粒径组成，物理性质有着很大的差异。决定着栽培效果，粗砂透气好而持水力弱，细砂及粉砂相反。Shive研究结果表明，1.5～1.0mm粒径的砂粒，保水力为26.8%，1.0～0.5mm的为30.2%，0.5～0.32mm为32.4%，0.23～0.25mm为37.6%。
从砂的化学性质来看，由于砂的种类及来源不同，其pH值和微量元素含量都有较大的差别。鉴于以上所述，砂作为无土栽培的基质，使用中应注意以下几个方面。
1.砂粒不宜过细，可选用0.6～2.0mm粒径组成的为好。砂粒应均匀，不宜在大砂粒中加入土壤或细砂。J.S Dauglas认为粒径小于0.6mm的砂粒应占50%左右，大于0.6mm的应占50%左右。王儒钧等试验砂培的粒径组成为：砂子粒径大于2mm的占1.1%，2～1mm占6.9%，1～0.5mm占19.7%，小于0.5mm占72.3%。
2.砂子在使用前应进行过筛，剔除大的砾石，用水冲洗以除去泥土及粉砂。
3.用前进行化学分析，以确定有关成分含量，以保持营养成分的合理用量和有效性。
4.确定合理的供液量和供液时间，防止因供液不足而造成缺水。
二、砂培的设施结构
（一）栽培槽
1.固定式栽培槽 一般为多用砖或水泥板筑成的水泥槽，内侧涂以惰性涂料，以防止弱酸性营养液的腐蚀，也可用涂沥青的木板建造。槽的宽度为80～100cm,两侧深15cm，中央深20cm，横底呈“V”形，横底铺双层0.2mm厚黑色聚乙烯塑料薄膜。
由于砂培采用滴灌法供液，一般供液量都超过8～10%，且不回收，因此槽底部应有1：400的坡降，以利于排液。另外还应设置排液管，使多余的营养液排放到棚室外面。排液管依槽底形状不同而设置不同。“V”字形的槽底，排液管可设置在槽底中央；如中间高两边低的槽（图9-3），则设在槽外，于道路边设一暗沟排液。设置槽中间的排液管可用多孔塑料管，管径4～7.5cm，孔隙朝下，即排水孔朝槽底。也可以从排水管腹部每隔40～50cm切割一道深入管径1/3的缝隙作为排水通路，缝隙朝底下，以防作物根系阻塞孔隙。
2.全地面砂培床 这是另一种砂培形式，由美国Arizona州开发的，非常适于在沙漠地区应用。在整个温室地面上全部铺上砂，做成一个大栽培床，为了利于排水，床底的坡降应稍大，通常为1：200，在床上铺两层0.15～0.2mm厚的黑色聚乙烯薄膜，薄膜上按1.5～2.0m的间隔，平行排列直径为4.0～6.0cm的多孔塑料排液管，排液管孔应向下（图9-4）。排出的营养液流到室外的贮液池中，可用于大田施肥。排液管放好后，铺上30cm厚的砂层，整平，砂的厚度要均匀，如深浅不一，将导致基质中湿度分布不匀，浅的地方作物根系可能会长入排水管中将其堵塞。
（一） 供液系统
砂培通常采用滴灌方式供液。由供液主管道（φ32～50mm）、支管道（φ20～25mm）、毛管（φ13mm）、滴管和滴头组成。滴管和滴头接在毛管上，每一植株有一个滴头，务求每株滴液量相同。毛管在水平床面长度不能超过15m，过长会造成末端植株的供液量小于进液口一端的供液量，导致作物生长不一致。
较为经济、方便的方式是选用多孔微灌软管代替上述滴灌系统，使毛管、滴管和滴头溶为一体，出水口位于软管轴线的上方，管壁厚一般为0.1～0.2mm，出水孔的孔径为0.7～1.0mm，孔距为250～400mm，对水源的要求也降低了许多，直接铺在行间，从微孔中流出营养液，湿润基质。微灌带的出水孔采用特殊的机械加工方法形成，流量均匀。软灌带的成本低，使用方便，但使用寿命较短。
灌溉系统用的营养液，要经过一个装有100目砂网的过滤器，以防杂质堵塞滴头。
三、砂培技术要点
（一）营养液管理
1.配方及浓度
从砂的化学性质看，pH值一般为中性或偏酸，除Ca的含量较高，其他大量元素含量都偏低。各种微量元素在砂中都有一定的含量，很多砂中Fe的含量较高且可被植物利用，Mn和B含量仅次于Fe，有时可以满足作物需要。
另外，砂培基质的缓冲能力较低，且是采用开放式供液，在基质中贮液不多，以致使基质中营养液的成分、浓度和pH反应会变化较大。
因此，在选定营养液配方时，应根据所用砂的各种元素的含量对配方进行调整以确保各种养分的平衡，另外营养液的生理反应应比较稳定。使用时，应用低的剂量，如果配方的生理反应稳定，但剂量较高，则可用其1/2的剂量。
2.供液量和供液方法
在正常情况下，可根据作物对水分的需要来确定供液次数。每天可滴灌2～5次，每次要灌足水分，允许有8～10%的水排出，并以此来判断是否灌足。
每星期应对排水中的可溶盐总量测定两次（用电导率测定仪）。如可溶盐总量超过2000mg/l时，则应改用清水滴灌数天，让其溶盐，以降低浓度。当出现低于滴灌用的营养液浓度后，应重新改回用营养液滴灌。
如遇连续低温阴雨天气，从对水分的需要来看，可能不需要天天多次滴灌。但从养分需要来看，有可能是需要滴灌的。此时可继续滴进营养液，让新营养液替换掉已在砂中被作物消耗去养分的旧营养液，以保证作物对养分的需要。如遇到滴量不多就有不少水排出时，可将营养液的浓度提高（总营养盐浓度不要超过2.5g/l）再行滴灌。
（二） 基质消毒
一般每年进行1次，也可以1茬1次。以消除包括线虫在内的土传病虫害为主。常用消毒剂为1%福尔马林溶液、0.3%～1%次氯酸钙或次氯酸钠溶液。药剂在床上滞留24h后，用水清洗3～4次，直至完全将药剂洗去为止。此外，也可用溴甲烷等药剂消毒和其他方法消毒，方法可参照本书基质消毒部分。
