马铃薯对营养元素的需求随着时间和生长阶段的变化而变化。
一，氮
马铃薯对氮素的需求需要精心管理。生长初期，施用高氮会延迟块茎的形成，转而促进地上部营养器官生长。决定生长期间是否施用氮肥的最佳方法是测试植株组织。叶柄测试是管理马铃薯氮素需求的有效途径，尤其是通过灌溉施肥进行精准补充施肥的情况下更是如此。直到块茎形成初期，马铃薯叶柄中硝态氮浓度维持在25000mg/kg，而在块茎膨大期则应为1300--1500mg/kg。
二，磷
在马铃薯生长的初期，土壤中高浓度的磷会刺激块茎数量的增多。在整个块茎生长阶段，植株都会吸收利用磷素，每株马铃薯日恒定社区磷量为51mg。在传统马铃薯种植体系中，磷和钾常常被用作基肥，施用的磷肥大多为不同类型的有机肥。农户选择有机磷肥是因为该措施能降低缺少养分的风险，但有机肥所提供的氮量难以控制，会导致作物营养生长过盛和块茎形成延迟。
三，钾
直到马铃薯第二生长阶段末期，钾素以每天多达128mg 钾的速度在植株上部叶片和藤蔓中积累。在第三生长阶段，块茎以每株作物日摄取钾量约60mg的速度从土壤和藤蔓上吸收钾素，以满足其生长。所以在马铃薯整个生长发育阶段中，块茎不断地从营养器官和土壤中直接吸收钾素并累积。
四，钙
马铃薯块茎表皮上的钙是直接从土壤溶液中获取的，这就意味着生长发育中的块茎需要始终处于潮湿的土壤环境中，灌溉间歇会使得土壤变干燥，令新表皮组织发育缺钙，导致块茎表皮破裂，产量下降。在块茎土壤变干燥，令新表皮组织发育缺钙，熬制块茎表破破裂，产量下降。在块茎整个发育过程中，灌溉施肥能使块茎周围的土壤保持潮湿。所以，灌溉施肥管道应位于垄上，高于块茎。若地下灌溉管道铺设在块茎下部，则可能会导致块茎表皮破裂，形成劣质的成熟块茎。在实际生产中，常采用喷灌、圆形喷灌和微灌来控制水和氮肥的施用。
砂质土和沙壤土时最受青睐的种植马铃薯的土壤类型，在这种土壤上种植马铃薯，不仅在生长姐姐能更好地控制灌溉与氮肥施用，而且在块茎生长末期也易于收获。而种植在黏土中的马铃薯不仅难于管理和收获，还可能因泥土黏附在块茎上，导致品质下降。
密度是马铃薯重要的商品参数。研究发现，在灌溉施肥中使用硫酸铵，当施氮量为35,70和105mg/L时，未施氮肥的马铃薯密度最大。试验还表明，随着施氮量的增加马铃薯总产量增加，究其原因是，施氮虽然降低了马铃薯的密度，但增大了块茎的大小。
