每一种营养元素在马铃薯的生长发育过程中都是不可缺少的，也是不能互相取代的，缺乏任何一种营养元素，都会引起马铃薯的生长失调，最终导致减产和品质的下降 。
马铃薯一生中吸收最多的营养元素是氮磷钾，这三种营养元素是促进根系发育，茎叶生长和块茎膨大的主要元素 。马铃薯是含钾较多的作物，一生中需钾最多，其次是氮肥和磷肥 。除此之外，还需要钙，镁，硫等多种微量元素 。这些营养元素主要是以根系从土壤中获得，母薯提供一部分矿质营养和通过叶面补充来获得 。
氮肥对马铃薯营养器官的形成和生长有良好的促进作用，在马铃薯的生育早期有充足的氮肥，能够促进根系的发育，增强植株的抗旱能力，提高出苗率，并能促进茎叶的快递生长，枝叶繁茂，光合作用旺盛，提高产量 。但是氮肥过量又会导致植株徒长，通气不良，抑制了茎块的生长，导致产量下降 。
磷肥可以促进马铃薯根系的生长，增强植株抗旱抗寒能力，增强抗逆性，从而提高产量 。磷肥充足时，还能提高氮肥的利用率，幼苗生长健壮，可使马铃薯植株早熟，提高品质和产量，增加耐贮性 。
马铃薯缺磷时，其症状表现非常明显，就是植株矮小，细弱，僵立，缺乏弹性，分枝减少，叶片和叶柄都向上竖立，叶片变小细长，叶缘向上卷曲，暗淡而无光泽，严重缺磷时，基部小叶叶尖褪绿并变褐，逐渐向全叶扩展，最后枯萎脱落 。缺磷的马铃薯植株首先基部开始发生，逐步发展到全株 。缺磷还会使马铃薯的根系和匍匐茎数量减少，有时块茎内部发生褐色创痕 。所以我们必须要增施有机肥，补充氮磷复合肥 。
马铃薯是典型的喜钾作物，钾肥对马铃薯光合作用影响很大，当钾肥充足时，植株生长健壮，茎秆结实，能减少倒伏，使叶片增厚，延缓叶片衰老，增强抗寒抗旱能力，此外，钾肥对马铃薯的品质也有重要影响 。
钾肥不足时，植株生长缓慢，甚至停止停顿，节间变短，植株呈丛壮，小叶叶尖萎缩，叶片向下卷曲，粗糙，叶脉下陷，叶片古铜色 。叶片暗绿色是植株缺钾的典型症状，症状从植株的基部叶片开始向上发展，当下层叶片干枯，而顶部和新叶仍然呈现正常的生长状态 。
缺钾还会造成马铃薯的根系发育不良，匍匐茎缩短，块茎变小，内部呈现灰色，产量降低 。
马铃薯对钙，镁，硫等微量元素的吸收也很重要，钙肥对马铃薯具有双重作用，一方面作为营养元素之一，供植株吸收利用，另一方面能促进土壤有效养分的形成，中和土壤的酸性，抑制其他化学元素对马铃薯的毒害作用，从而改善土壤环境，促进马铃薯的生长发育 。当马铃薯植株缺钙时，植株的顶叶，侧叶，根尖等部位首先出现症状，表现为叶片变小，小叶上卷而皱缩，叶缘黄化，后期坏死，茎节缩短，畸形，块茎空心或黑心 。
缺镁的马铃薯植株明显缩短，叶脉坏死，影响产量的形成 。在轻沙性土壤和钙质土壤中使用镁肥，对提高产量和品质有很大作用 。
马铃薯对硫肥的喜欢程度也不小，缺硫的马铃薯可影响碳水化合物的形成 。
对土壤的要求：马铃薯是浅根系作物，吸收范围较小，同时块茎的生长发育需要充足的氧气，因而要求土壤有机质含量多、土层深、厚、质地疏松、排灌条件好，以壤土和砂壤土为好 。轻质壤土透气性好，具有较好的保水保肥能力，播种后块茎发芽快、出苗整齐、发根也快，有利于块茎膨大 。在这样的土壤中，块茎淀含量高、薯皮光滑、薯形整齐 。马铃薯喜欢偏酸性的土壤 。PH 值为 4.8～7.0 的土壤都可种植马铃薯，最适宜的土壤 PH值是 5.0～5.5 。PH 值为 5.6～6.1 时，多数品种生长良好，在偏酸性的土壤中，块茎淀粉含量有增加的趋势；当土壤 PH 值达到 7.8 时，不抗盐碱的品种生长开始受到影响 。

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