Nawożenie mineralne to klucz do uzyskania wysokich plonów. W przeciętnych warunkach glebowo-klimatycznych, przy nawożeniu wyłącznie organicznym, można osiągnąć nie więcej niż 15 do 20 t  bulw z hektara. Chcąc zebrać wyższe plony, trzeba zastosować nawożenie mineralne. Ziemniaki, dla uzyskania plonu 30 t/ha, muszą pobrać z gleby ok. 150 kg N, 45 kg P2O5, 230 kg K2O, 33 kg CaO, 18 kg MgO oraz niewielkie ilości mikroskładników. Dla wyższych, możliwych do osiągnięcia plonów, potrzeby nawozowe proporcjonalnie wzrastają.

Nawożenie azotowe ma największy wpływ na wysokość plonu, wielkość bulw oraz ich jakość. Wraz ze zwiększeniem jego dawki, rośnie plon ogólny, a jednocześnie wzrasta w nim udział bulw dużych. Reakcja odmian na zastosowany azot nie jest jednakowa.

Wysokich dawek, w przedziale 150–180 kg N/ha, wymagają odmiany jadalne: Felka, Lord, Gracja, Bartek, Cekin, Ibis, Wigry, Wiking, Zebra, Żagiel, Czapla, Elanda, Salto, Wolfram i Ursus oraz odmiany skrobiowe: Dorota, Gabi, Alicja, Pasat, Rumpel, Lawina, Bzura, Hinga, Jasia, Koga, Neptun, Rudawa, Ślęza i Umiak. Stosunkowo małymi potrzebami, na poziomie 90–120 kg N/ha, charakteryzują się odmiany jadalne: Andromeda, Aster, Bard, Bila, Oman, Triada, Niagara i Medea oraz skrobiowe: Grot, Gandawa i Sonda. Pozostałe odmiany krajowe wymagają nawożenia azotem w dawkach 120–150 kg N/ha. Odmiany zagraniczne potrzebują na ogół lepszych gleb i wysokiego pułapu nawożenia.

W przypadku odmian bardzo wczesnych i wczesnych cała dawka azotu powinna być zastosowana przed sadzeniem. Pod późniejsze odmiany ziemniaka jadalnego, oraz ziemniaki przemysłowe dawkę azotu należy dzielić. Przed sadzeniem trzeba stosować do 2/3 dawki azotu w formie mocznika, saletry amonowej lub saletrzaku. Drugą dawkę azotu należy wprowadzić przed ostatnim obredleniem. Można wtedy stosować wszystkie nawozy azotowe, poza siarczanem amonu, który powoduje bardzo silne zakwaszenie gleby. Stosowanie saletry wapniowej sprzyja natomiast gromadzeniu się w bulwach szkodliwych dla ludzi i zwierząt azotanów, oraz pogarsza walory smakowe, a także użytkowe ziemniaka. Ze względu na charakterystyczną dla mocznika zwłokę w rozpoczęciu działania, bardziej celowe wydaje się użycie szybko działającej saletry amonowej.

W niektórych fazach rozwojowych, intensywność z jaką ziemniak pobiera azot sprawia, że – mimo wystarczającego zdawałoby się nawożenia doglebowego – rośliny odczuwają niedostatek tego składnika. Niedobór może być dodatkowo potęgowany okresową suszą, czy nieodpowiednim odczynem  pH, poniżej 5,0 co utrudnia pobieranie azotu przez korzenie. W takich sytuacjach uzasadnione jest dokarmianie dolistne. Zabieg ten należy uznać za obowiązkowy na plantacjach prowadzonych intensywnie. Zapotrzebowanie roślin na składniki mineralne jest w tych warunkach wyjątkowo wysokie. Należy bowiem pamiętać, że ziemniak swoimi potrzebami pokarmowymi nie odbiega od wymagań buraka cukrowego.

Do dolistnego dokarmiania ziemniaka najlepszy jest wodny roztwór mocznika. Optymalne stężenie cieczy roboczej wynosi 5 do 6 proc. czyli 5–6 kg nawozu na każde 100 l wody w zbiorniku opryskiwacza. Za wystarczający poziom uzupełniania nawożenia podstawowego uznaje się wykonanie 3–4 oprysków przeprowadzonych w okresie od zwarcia międzyrzędzi do momentu uformowania się jagód. Opóźnianie zasilania azotem poza podany termin, wydłuża okres wiązania stolonów i bulw, a w efekcie wpływa na obniżkę plonu handlowego, gdyż   wzrasta udział bulw drobnych.

Efektywność zabiegu można podnieść dzięki połączeniu zabiegu dolistnego nawożenia azotem z aplikacją magnezu i specjalistycznych nawozów wieloskładnikowych, w których główną część stanowią schelatyzowane związki zawierające łatwo przyswajalne dla roślin makro- i mikroelementy. Dodatek magnezu w formie siarczanowej powoduje dodatkową korzyść. Siarczan magnezu działa na ziemniaki ochronnie, zapobiegając powstawaniu oparzeń, na przykład w sytuacji, gdy oprysk wykonywany jest podczas suchej, upalnej pogody.

Oczywistą korzyść ekonomiczną uzyskuje się przez połączenie zabiegu nawożenia z ochroną przeciwko stonce, alternariozie czy wcześnie pojawiającej się zarazie ziemniaka.

Nie przekraczać stężeń

Zawyżanie zalecanych stężeń grozi uszkodzeniem roślin. Stężenie nie może przekraczać: w przypadku mocznika –  6 proc.; jednowodnego siarczanu magnezu – 3 proc.; siedmiowodnego siarczanu magnezu – m 5 proc. Maksymalne stężenia nawozów wieloskładnikowych podawane są przez producentów na opakowaniach.