甘薯的根系发达，茎蔓匍匐地面，茎节遇土生根，吸肥能力很强。据测定，每生成500千克薯块和茎叶，需要从土壤里吸收氮1 75千克、磷0.75千克、钾2.9千克。钾的需要量最多，氮次之，磷较少。
氮素是蛋白质、原生质、叶绿素的主要组成部分，能促进茎叶生长，特别是在生长前期，施用适量氮素肥料，可以加快分枝，促进茎叶生长，有效地扩大光合面积。如果氮肥不足，则茎叶生长缓慢，叶小色淡。若施用过多或过晚，就容易使茎叶旺长贪青，结薯不良，品质降低。
甘薯的营养生长分为两个时期，生长前期以氮素代谢为主，茎叶迅速生长；后期以碳素代谢为主，块根加快肥大。两个时期的转折点，因栽插时间而有差别，广东秋薯一般在栽后40—50天，冬薯在栽后80天，是氮素积累高峰期，再过二三十天，将出现茎叶生长最高峰。因此，用氮肥作追肥时，时间不能太晚。
磷是原生质和细胞核的主要成分，能促进养分的合成与运转，加快细胞分裂，提高薯块品质。当叶片含磷量少于0.l%时，表现为缺磷症，叶色暗绿无光泽，叶片小，茎细，老叶出现黄斑，以后变紫，不久脱落。由于甘薯需磷较少，一般作基肥施用时施足即可。
钾能促进根部形成层活动，加快细胞分裂，使块根不断膨大，生长中后期钾肥的作用更大，能提高碳水化合物的合成和运输能力，因此增施钾肥，可获显著增产效果。若叶片含钾量低于0.5%，则出现缺钾症。生长前期缺钾，叶片小，节间短，叶面不平展；生长后期缺钾，茎叶生长缓慢，严重时叶片变黄。
钾和氮都能提高甘薯的光合能力，但作用不同。钾的作用在于加速叶片光合产物的运转，降低叶片内光合产物的浓度，以提高光合能力，能够直接使块根不断膨大，从而提高产量。氮的作用是促进茎叶生长，扩大光合作用面积，从而增加光合能力，直接提高茎叶产量。因此氮素肥料施用过多，容易造成茎叶疯长（徒长），反而影响薯块产量。
要获得高产，从施肥角度看，三要素要配合得当，重施基肥，适时追肥。广东秋甘薯除小部分种在水田的丰产田外，大部分种植在比较瘠薄、干旱、丘陵山坡地上，这些地方的土壤养分根本满足不了甘薯生长的需要。因此要多施肥料，才能达到较高的产量。在旱坡地里不论施用何种肥料，或做基肥，或做追肥，其增产效果都很明显。
