1980年代，还是在读研究生的老马想到了鱼菜共生的可能性，并成功说服大学资助他开始了这项研究。出于对第三世界食品保障的担忧，他的设计倾向于低科技低能耗，甚至完全可以在没有电力的情况下正常运行。他选择了沙作为基质，因为它即是极佳的滤材，也与土壤十分接近，保水性能也同样出色，同时满足了鱼、蔬菜和低能耗的需求。

经过一年的实验，他的设计克服了沙的种种缺点，将沙的优势发挥的淋漓尽致。依靠一个每日仅运转2小时的水泵，养殖产量达到20公斤/立方，蔬菜产量比当时最先进的种植技术提高了1/4，检验报告证明仅依靠鱼饲料，没有任何补肥的情况下，蔬菜没有缺素现象。资本闻讯赶来，要求他将此技术申请发明专利并卖给他们。然而，老马拒绝了将之专利化，与大学决裂，公开了他的技术，并前往非洲开始了他长达数十年的人道主义援助生涯。

在一次交流会上，一位农场主对沙培表示浓厚兴趣并得到了技术资料，然而由于无力购买大量沙子，他使用农场铺地的石子代替沙子，配以虹吸实现潮汐运动，开创了虹吸基质培鱼菜系统。