Για τον ορισμό ενός στοιχείου ως απαραίτητου χρησιμοποιούνται τα εξής κριτήρια:
Υπάρχουν 13 μεταλλικά θρεπτικά συστατικά που είναι απαραίτητα για την ολοκλήρωση του κύκλου ζωής του φυτού. Απαιτούνται σε μεγάλες ποσότητες μακροστοιχεία: άζωτο, κάλιο, φώσφορος, ασβέστιο, μαγνήσιο, θείο. Απαιτούνται μικροθρεπτικά συστατικά σε πολύ χαμηλή συγκέντρωση: σίδηρος, μαγγάνιο, ψευδάργυρος, χαλκός, μολυβδαίνιο, βόριο, χλώριο.
Όλα αυτά τα θρεπτικά συστατικά πρέπει να παρέχονται στο υδροπονικό θρεπτικό διάλυμα, στις σωστές συγκεντρώσεις και σε επαρκείς αναλογίες.
Σύμφωνα με το νόμο του «περιοριστικού παράγοντα», εάν ένα θρεπτικό συστατικό είναι ανεπαρκές, άλλα θρεπτικά συστατικά δεν μπορούν να αντισταθμίσουν την ανεπάρκεια και η καλλιέργεια μπορεί να υποφέρει, με αποτέλεσμα μειωμένη ποιότητα ή/και απόδοση.
Τα απαραίτητα στοιχεία διαχωρίζονται σε:
Οι περισσότερες πηγές νερού περιέχουν μόνο πολύ μικρή ποσότητα αυτών των θρεπτικών συστατικών, ή και καθόλου, επομένως πρέπει να παρέχονται στο υδροπονικό θρεπτικό διάλυμα με τη χρήση λιπασμάτων.
Τα διαλυτά λιπάσματα που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι Φωσφορικό μονοαμμώνιο, θειικό κάλιο, νιτρικό αμμώνιο, νιτρικό κάλιο.
Αυτά τα θρεπτικά συστατικά βρίσκονται συνήθως στο νερό της πηγής, μερικές φορές σε επαρκή συγκέντρωση για τις ανάγκες των φυτών. Σε περίπτωση που η συγκέντρωση υπερβαίνει την απαιτούμενη, τότε το νερό της πηγής θα πρέπει να υποβληθεί σε προεπεξεργασία.
Το νιτρικό ασβέστιο είναι το μόνο λίπασμα κατάλληλο για προσθήκη ασβεστίου σε υδροπονικό θρεπτικό διάλυμα. Το νιτρικό μαγνήσιο και το θειικό μαγνήσιο είναι και οι δύο κατάλληλες πηγές για προσθήκη μαγνησίου. Επιπροσθέτως, το νιτρικό ασβέστιο και το νιτρικό μαγνήσιο συμβάλλουν επίσης με άζωτο στο υδροπονικό θρεπτικό διάλυμα.
Το θείο υπάρχει σε ένα ευρύ φάσμα συγκεντρώσεων από διάφορες πηγές νερού και τα φυτά που καλλιεργούνται σε υδροπονία μπορούν να ανεχθούν σχετικά υψηλή συγκέντρωση. Περίσσεια ποσότητα θείου όμως, μπορεί να έχει δυσμενείς επιπτώσεις και ακόμη και να περιορίσει την πρόσληψη νιτρικών.
Ο σίδηρος, το μαγγάνιο, ο ψευδάργυρος και ο χαλκός μπορούν να παρέχονται σε θειική μορφή, αλλά η διαθεσιμότητά τους μειώνεται σημαντικά σε pH>6,5. Οι χηλικές μορφές, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν, επειδή είναι διαθέσιμες για πρόσληψη σε ευρύτερο φάσμα pH.
Το μολυβδαίνιο παρέχεται συνήθως με χρήση μολυβδαινικού νατρίου. Η παρουσία νατρίου στο λίπασμα αυτό δεν αποτελεί λόγο ανησυχίας, καθλως το μολυβδαίνιο χρειάζεται σε μικρές ποσότητες, συνήθως χρησιμοποιούνται πολύ μικρές ποσότητες αυτού του λιπάσματος και η προσθήκη νατρίου είναι αμελητέα.
Το βόριο μπορεί να παρασχεθεί μέσω του βορικού οξέος ή του Solubor(εξειδικευμένο παρασκεύασμα Βορίου για εφαρμογές με ψεκασμό ή υδρολιπάνσεις). Το Solubor περιέχει επίσης νάτριο, σε αρκετά μικρές ποσότητες, ώστε να μην έχουν σημαντική επίδραση στη συγκέντρωση νατρίου στο διάλυμα. Το εύρος για επαρκή επίπεδα βορίου είναι στα 0,2-0,5 ppm και μπορεί εύκολα να παραληφθεί, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ανεπάρκειας ή τοξικότητας. Επομένως, τα συμπληρώματα βορίου πρέπει να προστίθενται προσεκτικά. Το νερό που προέρχεται από πηγάδια συχνά περιέχει επαρκή επίπεδα βορίου, επομένως δεν χρειάζεται επιπλέον προσθήκη.
Το χλώριο απαιτείται από τα φυτά σε ελάχιστες ποσότητες και οι περισσότερες πηγές νερού περιέχουν συγκέντρωση χλωρίου μεγαλύτερη της απαιτούμενης από τα φυτά, επομένως η έλλειψη χλωρίου είναι εξαιρετικά σπάνια. Τα πιο συχνά προβλήματα που σχετίζονται με το χλώριο αφορούν κυρίως τοξικότητες παρά ελλείψεις. Επομένως, η χρήση λιπασμάτων που περιέχουν χλώριο είναι ασυνήθιστη στην υδροπονία.
Το νάτριο μπορεί να είναι πολύ επιβλαβές στα συστήματα ανακυκλοφορίας, καθώς συσσωρεύεται με την πάροδο του χρόνου στο υδροπονικό διάλυμα. Η κατώτατη συγκέντρωση νατρίου και χλωρίου για τα περισσότερα φυτά που καλλιεργούνται σε υδροπονία είναι 75 ppm.
Πολλά θρεπτικά συστατικά ανταγωνίζονται μεταξύ τους όσον αφορά την πρόσληψη τους από το φυτό, επομένως η διατήρηση επαρκών αναλογιών είναι σημαντική για την αποφυγή ανεπάρκειας. Για παράδειγμα, η περίσσεια καλίου ανταγωνίζεται την απορρόφηση του ασβεστίου και του μαγνησίου. Μια υψηλή αναλογία σιδήρου/μαγγανίου μπορεί να οδηγήσει σε ανεπάρκεια μαγγανίου και η υψηλή συγκέντρωση θείου μπορεί να μειώσει την πρόσληψη νιτρικών αλάτων.
