Intenzívne pestovanie zemiakov na tej istej ploche je spojené s intenzívnym odčerpaním živín z pôdy. Pre udržanie a zvýšenie pôdnej úrodnosti je nutné živiny dodať späť do pôdy. Najvhodnejším spôsobom ich návratu je aplikáciu buď organických alebo priemyselných hnojív. Niektoré priemyselné hnojivá sú vysoko koncentrované a ich zbytočne vysoká aplikácia, môže priniesť skôr neželané výsledky ako kontamináciu spodných vôd, oneskorený vývoj, deformáciu hľúz, znížený obsah škrobu, vyššiu náchylnosť voči chorobám.
Množstvo aplikovaného hnojiva sa nedá pre všetky typy pôd zovšeobecniť, každá pôda je iná a obsahuje iné zloženie živín, humusu a organických látok, tiež absorpčná schopnosť pri jednotlivých typoch pôd je odlišná. Preto je dobré pred hnojením aspoň orientačne poznať stav pôdy, v ideálnom prípade si aspoň raz za 5 rokov nechať spraviť odborný rozbor pôdy. Táto informácia je pomerne ľahko dostupná a možno ju nechať získať cez viacero inštitúcií napríklad cez Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôd
Aplikácia organických hnojív (maštaľný hnoj, komposty)
Organické hnojivá sú nenahraditeľným zdrojom humusu, ktorý ovplyvňuje celkovú úrodnosť a ich zdroje sú veľmi rozmanité. Zlatým štandardom pre záhradkára však zostáva maštaľný hnoj poprípade ovčí hnoj. Nie každý má však prístup ku kvalitnému a uležanému hnoju. Dobrou alternatívou sú v takom prípade záhradné komposty a zelené hnojenie.
Pri maštaľnom hnoji je dôležité aby tento kompost dobre vyzrel, to znamená aby v ňom za optimálnych teplôt prebehli všetky procesy (rozvoj mikroflóry, intenzívna premena organickej hmoty pri vyšších teplotách, stabilita organických látok), ktoré robia zo surových výkalov kvalitné hnojivo.
Ideálnym termínom na aplikáciu maštaľného hnoja je jeseň. Pri aplikácii na jar by sa z maštaľného hnoja vo väčšine typoch pôd začal uvoľňovať dusík z organických do minerálnych foriem (prístupné pre rastliny ) až v druhej časti vegetácie rastlín, kedy by pôsobil skôr negatívne. Dávka hnoja sa pohybuje do 500 kg na 1 ár. V prípade kombinácie so zeleným hnojivom je to 300 kg na 1 ár.
Aplikácia priemyselných hnojív ( NPK, Liadok, Draseľná soľ, Vápno)
Ďalší údaj, ktorý je možné získať z rozboru je pôdna kyselosť alebo pH. Zemiakom sa darí aj na slabo kyselých až kyselých pôdach od hodnoty pH 5,5 až 6,5. Pri nižších hodnotách pH pod 5,5 je treba pôdnu kyselosť upraviť vápnením. Vápnenie nerobíme nikdy na jar pred sadením zemiakov, pretože môžeme zhoršiť ich zdravotný stav zemiakov (chrastavitosť).Vápnime iba na jeseň len po zbere zemiakov.
Z priemyselných hnojív sú najbežnejšie využívané viaczložkové NPK hnojivá, Na jar je vhodné použitie kombinovaného NPK, plošne pred sadením, dusíkaté hnojivá sa aplikujú priamo pri sadení priamo do hriadky.
Pri aplikácii hnojív priamo do hriadkou, sa tieto hnojivá dostávajú priamo do budúcej koreňovej sústavy rastlín a dochádza tak k vyššiemu využitiu dusíka rastlinami, nižšiemu obsahu dusíka v pôde pri zbere a menšiemu riziku znečistenia vôd vyplavením nitrátov v mimo vegetačnom období.
Na jeseň je vhodné dodať živiny obsahujúce fosfor, draslík a horčík prostredníctvom fosforečných a draselných hnojív (Síran draselný).
Hnojenie dusíkom
Dusík je pre zemiaky dôležitý pre vytvorenie kvalitných hľúz (ovplyvňuje obsah škrobu, sušiny a bielkovín, konzistenciu dužiny, veľkosť hľúz a ich schopnosť odolávať mechanickému poškodeniu.) Na produkciu 100 kg zemiakov potrebujeme zapraviť do pôdy približne 0,5 kg dusíku. Najviac dusíku zemiaky potrebujú v období od tvorby pukov a počas fázy kvitnutia. Dusík ma zásadný vplyv na zvýšenie hmotnosti hľúz a na ich počet. Problém predstavuje nielen nedostatok ale aj nadbytok dusíka. Optimálne pohnojenie naštartuje rýchle vzchádzanie, počiatočný rast a nasadzovanie hľúz. Zároveň napomáha zdravému vývoju porastu, odolnosti voči poveternostným podmienkam ale aj niektorým chorobám (vločkovitosti a plesni zemiakovej). Dusík zapravujeme do pôdy buď organickým hnojením na jeseň vo forme maštaľného hnoja a na jar pred sadením a počas prihnojovania.
Dusík v minerálnej forme ako NPK má len obmedzenú schopnosť viazania v pôde. V prípade použitia NPK na jeseň, by sa takmer celá dávka dusíka v priebehu zimy vyplavila. Vyplavený dusík môže kontaminovať spodné vody a negatívne tak ovplyvňuje životné prostredie. Preto dusíkaté hnojivá v minerálnej forme dopĺňame na jar.
Pri odrodách s dlhšou dobou vegetácie možno doplniť dusíkaté hnojivá napríklad aj vo forme síranu amónneho nielen na začiatku vegetácie pred sadením ale aj po vzídení porastu.
Pri dusíku si treba dávať pozor na jeho predávkovanie. V prípade, že je v pôde príliš veľa dusíku, zvyšuje sa hromadenie dusičnanov v hľúzach. Vysoké dávky dusíku negatívne ovplyvňujú stolovú hodnotu hľuz, znižujú škrobovitosť hľúz a zhoršujú ich skladovateľnosť. Hľuzy podliehajú poškodeniu pri manipulácií a následne sú častejšie napádané chorobami a hnilobami.
Fosfor
Fosfor urýchľuje vývoj a dozrievanie a podporuje koreňový systém a zlepšuje biologickú hodnotu sadby. Na 100 KG produkcie zemiakov potrebujeme zapraviť do pôdy 0,08 kg fosforu. Rastlina prijíma fosfor najintenzívnejšie vo fáze nahadzovania pukov a kvitnutia. Ideálny je fosfor v podobe oxidu fosforečného v priemyslových hnojivách. Hlavnú dávku fosforu môžeme zapraviť na jeseň v podobe menej rozpustného fosforu , na jar doplníme nižšou dávkou superfosfátu.
Draslík
Zemiaky patria medzi plodiny , ktoré si vyžadujú vysoké dávky draslíka. Draslík zvyšuje odolnosť rastlín voči nízkym teplotám a suchu, zohráva dôležitú úlohu pri tvorbe škrobu, pri udržaní konzumnej kvality počas skladovania, zvyšuje mechanickú odolnosť hľúz, znižuje rozváravosť a múčnatosť.. Pokiaľ obsahujú zemiaky nižšie množstvo draslíka sú náchylné k farebným zmenám. Naopak pri nadmernom hnojení draslíkom dochádza ku znižovaniu sušiny a škrobu v hľúzach. Na 100 Kg produkcie zemiakov potrebujeme do pôdy zapraviť približne 0,7 kg draslíku v podobe oxidu draselného. Draslík zapracovávame do pôdy v podobe draselnej soli na jeseň. Na jar môžeme použiť nižšiu dávku draslíku vo forme pevných viaczložkových hnojív ako NPK. Pokiaľ by sme na jar chceli použiť draseľnu soľ, môže vyššia dávka chlóru zhoršiť obsah a kvalitu škrobu.