马铃薯生育期短，但养分需求量大，在氮、磷、钾三大营养元素中，以对钾的需求量高，氮次之，磷少。据试验，每生产1000kg块茎，大约需要从土壤中吸收氮（N）5-6kg、磷（P2O5）1-3kg、钾（K2O）12-13kg，即对氮、磷、钾的需求比例约为2：1：4，即马铃薯对钾的需要量是氮的2倍，所以马铃薯是典型的喜钾作物。
氮有利于马铃薯的茎叶生长，使茎、叶生长繁茂，叶色浓绿，光合作用旺盛，增加有机物质积累，蛋白质含量提高；若氮过多，易引起徒长，破坏养分的合理分配，特别是在生产后期，可使植株徒长、推迟块茎成熟、产量降低；缺氮时，叶片小、色淡绿至黄绿色，植株矮小、茎细长、分枝少、生长直立。
磷有利一增加叶面积和改善品质，促进植株生长健壮，提高块茎品质和耐贮性,增加淀粉含量和产量；若磷不足，则植株和叶片瘦小，严重时顶端停止长征，叶片、叶柄及小叶边缘皱缩，叶片向上卷、叶缘焦枯，光合作用减弱，产量降低，薯块易发生空心、锈斑、硬化、不易煮烂，影响食用品质。钾有助于植株强壮，增进植株抗病和耐寒能力，加速养分转运，使块茎中淀粉和维生素含量增多；缺钾则生长受限制，植株矮化、节间变短、株从密集，叶小，叶面粗糙、皱缩并向下卷曲，早期叶片暗绿，以后变黄，再变成棕色，叶色变化同叶尖及边缘逐渐扩展到全叶，薯块多呈长形或纺锤形，食用部分呈灰黑色。
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