Kluczowym czynnikiem wpływającym na plon ziemniaków jest oczywiście azot. Roślina ta produkuje skrobię, a nie białko, a tym samym nie potrzebuje dużych dawek azotu. Jednakże składnik ten musi (nie może) być sprawnie pobierany przez roślinę w krytycznym okresie formowania plonu, a taki jest okres formowania się liczby bulw pod krzakiem (BBCH 40–43). Podstawowym warunkiem jest dostępność azotu mineralnego (Nmin) w strefie ukorzenienia się rośliny. 

Warstwa gleby przerośnięta korzeniami (40–60 cm) musi zawierać nie tylko dostateczną ilość Nmin, lecz także być dostatecznie zasobna w pierwszej kolejności w potas i fosfor, a w dalszej w magnez, wapń, siarkę i mikroskładniki.

Ziemniak reaguje dobrze na bieżące nawożenie fosforem i potasem (tzw. nawożenie pod korzeń), lecz muszą być pełnione podstawowe warunki, takie jak duża zawartość ww. składników w roztworze glebowym. Plantator musi mieć na uwadze to, że system korzeniowy ziemniaka jest bardzo słaby, wielokrotnie mniejszy od systemu korzeniowego zboża [ziemniak: 1 cm korzeni na 1 cm3 gleby; zboża; 5(8) cm korzeni na 1 cm3 gleby]. Tym samym pobieranie przez roślinę składników mało ruchliwych w glebie, a takimi są potas i fosfor, warunkuje nie tylko poziom zasobności gleby, lecz także jej struktura. Tylko w glebie o dobrej strukturze korzenie rosną szybko i dostatecznie głęboko, aby sprawnie pobierać wodę i zawarte w niej składniki pokarmowe. Jest to ważny aspekt produkcji ziemniaków, zwłaszcza w Polsce, gdyż okresy posuszne pojawiają się z różną częstością przez całą wegetację.

Ziemniak był, a także bardzo często jest obecnie uprawiany na stanowiskach całkowicie nieodpowiednich ze względu na wymagania pokarmowe. 

O plonie bulw decyduje liczba krzaków na polu, liczba bulw pod krzakiem, masa pojedynczej bulwy. Pierwsza składowa plonu jest mniej więcej wartością stałą, gdyż to sam producent ustala gęstość sadzenia. W stadium zawiązywania bulw, które sygnalizuje kwitnienie, stolony przekształcają się w bulwy. Proces formowania się bulwy jest wysoce skomplikowany i wynika z działania wielu czynników, w tym stanu hormonalnego rośliny. Rola azotu w tym procesie jest tylko pozornie znana, a wynika ze skutków, jakim jest spadek liczby zawiązanych bulw zarówno przy niedoborze, jak i przed nadmiarze składnika w roślinie w tym okresie.

Druga składowa plonu ustala się w okresie kilku tygodni (zależnie od typu odmiany) po zawiązaniu bulw (BBCH 41–43). W warunkach niedoboru azotu w glebie (rys. 2., wariant kontrola) świeżo zawiązane bulwy konkurują o asymilaty produkowane przez liście. Rośliny słabo odżywione azotem nie rosną dynamicznie, a powierzchnia asymilacyjna (liście) jest mała. W takich warunkach produkcja asymilatów niezbędnych do wyżywienia zawiązanych bulw jest zbyt mała, co powoduje resorpcję najpóźniej zawiązanych bulw przez bulwy starsze, wykazujące większy wigor. Stan ten wynika z dynamiki wzrostu bulw w pierwszym okresie po zawiązaniu. Masa pojedynczej bulwy jest bowiem ściśle związana z zawartością azotu w młodej bulwie. Zawartość tego składnika decyduje o szybkości wzrostu bulwy w tym właśnie okresie, a tym samym o jej potencjale do akumulacji asymilatów dopływających z liści.

Niedobór podstawowych składników we wczesnym okresie wzrostu młodych bulw (BBCH 41–43) zależy nie tylko od zaopatrzenia rośliny w N, lecz także w potas, fosfor i magnez. Ich niedobór prowadzi do redukcji liczby bulw pod krzakiem. W kolejnym etapie wegetacji (BBCH 44–47) przy niedoborach składników następuje zahamowanie tempa przyrostu masy bulwy, a tym samym plonu. Dlatego też na końcu wegetacji różnica w plonie może dochodzić nawet do kilkunastu ton. Jak przedstawiono 

na rys. 3., różnica między skrajnymi kombinacjami wyniosła 20 t/ha. Podstawowym zadaniem rolnika w pierwszym okresie wzrostu bulw jest utrzymanie dużej aktywnej powierzchni asymilacyjnej roślin. Jest to podstawowy warunek utrzymania liczby bulw pod krzakiem. W warunkach zbilansowanego wzrostu poszczególnych części rośliny dominacja części nadziemnych jest konieczna, lecz tylko w pierwszym okresie formowania się plonu (liczby bulw). Po tym okresie, jak wynika z rys. 3., dynamika wzrostu bulw jest na tyle duża, że dochodzi do stabilizacji masy liści i łodyg. Jest to podstawowy warunek uzyskania dużego plonu bulw. W drugim okresie formowania plonu 

(BBCH 44–47) celem zabiegów żywieniowych jest spowolnienie tempa spadku powierzchni asymilacyjnej roślin, co przekłada się na wzrost masy bulwy.

Problemem, który może się pojawić na plantacji, w znacznym stopniu zawinionym przez rolnika, jest nadmierny od początku wegetacji wzrost pędów nadziemnych w stosunku do bulw. Prowadzi to do opóźnienia terminu zawiązywania bulw i do redukcji liczby zawiązanych bulw po krzakiem. W pierwszym okresie wzrostu bulw nadmiar azotu w glebie, prowadząc do nadmiernego tempa wzrostu pędów, spowalnia tym samym tempo wzrostu bulw. Jak pokazano na rys. 4., dynamika wzrostu bulw dopiero miesiąc później w porównaniu z wariantem zbilansowanym przekroczyła tempo wzrostu pędów nadziemnych. W pierwszym przypadku bulwy osiągnęły dojrzałość fizjologiczną, a w drugim w trakcie zbioru były niedojrzałe. Krytycznym składnikiem pokarmowym w prawidłowo ukształtowanej plantacji w okresie wzrostu bulwjest azot, istotnie kontrolowany przez poziom zaopatrzenia rośliny w potas. W tym miejscu należy jednoznacznie wskazać na konieczność wyznaczenia w miarę precyzyjnie dawki azotu. Nie da się tego zrobić bez danych o zawartości tego składnika w glebie przed sadzeniem. Potas jest kluczowym składnikiem pokarmowym, warunkującym dynamikę wzrostu bulwy, a tym samym istotnie wpływa na jej końcową masę. Podstawowym źródłem składnika dla rosnącej bulwy jest gleba, która musi 

być zasobna w ten składnik.

Ziemniaki mają dwojaki mechanizm pobierania potasu, a także innych składników pokarmowych z gleby. Składniki pobierane są przez korzenie właściwe, a następnie transportowane do części nadziemnych. W okresie intensywnego wzrostu masy bulwy (BBCH 44–47) zasoby zakumulowane w pędach nadziemnych rośliny decydują o zaopatrzeniu bulwy w dany składnik. Natomiast w okresie początkowego wzrostu bulwy (BBCH 41–43) o jej zaopatrzeniu w składniki mineralne, w tym w głównej mierze w potas, decydują dwa czynniki. Podstawowym jest zawartość potasu w roztworze glebowym, a drugim sprawność korzeni stolonowych. Należy mieć na uwadze 

kilka krytycznych czynników, warunkujących pobieranie potasu przez roślinę. Podstawowy to zasobność gleby. Z tej też przyczyny optymalne stanowisko, zapewniające dobre zaopatrzenie ziemniaka w ten składnik, zapewniają gleby wytworzone z utworów gliniastych. Niemniej ważna jest struktura gleby, gdyż decyduje o szybkości wzrostu i wielkości systemu korzeniowego rośliny. Stąd też znana producentom ziemniaków dobra reakcja tej rośliny na nawożenie obornikiem. W dodatku rozkładający się w okresie wegetacji nawóz sukcesywnie dostarcza nie tylko azot, lecz właśnie potas, a także mikroskładniki.

Trzecim czynnikiem warunkującym pobieranie potasu z gleby jest woda. Deszczowanie to nie tylko źródło wody, lecz także czynnik stymulujący mineralizację materii organicznej w glebie, włącznie z obornikiem. Woda w glebie zarówno uruchamia, jak i transportuje potas z gleby do korzeni stolonowych i właściwych ziemniaka. Ponadto zwiększa sprawność pobierania fosforu, a zwłaszcza magnezu i wapnia. Zatem na stanowiskach optymalnych dla ziemniaka w okresie intensywnego wzrostu młodych bulw po kwitnieniu czynnikiem wymagającym kontroli jest woda. W warunkach nawadniania ważny jest zarówno termin, jak i dawka wody, która powinna zapewnić uwilgotnienie całej strefy ukorzenienia się rośliny (40–50 cm). Sprawne pobieranie potasu przez rośliny z gleby wymaga nakładów energii, o której decyduje stan jej odżywienia fosforem i magnezem. Ziemniak pobiera intensywnie fosfor we wczesnym okresie wegetacji, a poziom odżywienia podczas zawiązywania bulw w znacznym stopniu wpływa na ich liczbę. W okresie intensywnego wzrostu bulw roślina dysponuje zasobami fosforu z części nadziemnych. Drugim źródłem są korzenie stolonowe, pobierające składnik z roztworu glebowego. Sprawność pobierania magnezu, który warunkuje działanie fosforu, zależy także od zawartości składnika w roztworze glebowym. Jego zawartość nawet przy ogólnie dobrej zasobności gleby wynika z jej uwilgotnienia, które nawet na plantacji deszczowanej jest zmienne w okresie wegetacji.

Jakie zatem stosować zabiegi nawozowe, aby skutecznie kontrolować wzrost bulw? Wskazanie efektywnych zaleceń nie jest proste, gdyż podstawowe nawożenie zostało już wykonane w momencie stosowania podstawowych składników. Zakres zabiegów nawozowych w pierwszym okresie intensywnego wzrostu bulw jest bardzo ograniczony. Ziemniak wymaga wtedy umiarkowanego zaopatrzenia w azot, aby podtrzymać wzrost pędów nadziemnych, a jednocześnie utrzymać dobre tempo wzrostu bulw (rys. 2. i 3.). Co robić, gdy pojawią się symptomy niedożywienia azotem? Stosowanie nawozów stałych nie wchodzi w rachubę, gdyż może tylko zakłócić wzrost już wykształconych bulw. Podstawowe zabiegi nawozowe sprowadzają się więc do nalistnego dokarmiania. W pierwszym okresie wzrostu bulw (BBCH 41–43), w warunkach zrównoważonego wzrostu części nadziemnych i bulw (rys. 3.), podstawowy zestaw składników obejmuje magnez, siarkę (gleby bardzo lekkie) i fosfor (rys. 1.). Ten ostatni składnik jest wskazany na glebach lekkich albo przy nadchodzącej suszy. Jeżeli rośliny w tym okresie wykazują objawy niedoboru azotu, do mieszanki należy dodać mocznik. Jego zadaniem jest powstrzymanie procesów degradacji funkcji azotu, a także poprawa efektywności pobierania pozostałych składników. 

Uzupełnieniem nawozowym, zwłaszcza na glebach o odczynie realnie wysokim dla ziemniaka (pH > 5,5) jest dodatek mikroelementów, zwłaszcza manganu. 

W drugim okresie wegetacji, gdy liczba bulw pod krzakiem jest już ustalona, zabiegi nawozowe mają w pełni charakter profilaktyczny. Zadaniem oczekiwanym od P, Mg jest wzrost zawartości skrobi w bulwie. Siarka ma podnieść zawartość i jakość białka. Celem stosowania wapnia i miedzi jest dobre wykształcenie skórki.

Dawki składników stosowanych nalistnie są małe. Stosując dolistnie nawozy należy zwrócić uwagę na kilka istotnych czynników.