甘薯是粮饲兼用作物，具有高产与高营养特点，紫甘薯块富含淀粉（20%）、糖分（3%）以及钙、磷、铁和胡萝卜素、维生素C、B族维生素等多种营养成分。在过去低产条件下紫甘薯所表现的耐瘠薄性，使一些人误认为不需要施肥或只要施氮肥就行了。但实际上紫甘薯是一种需肥量较大的作物。它的需肥特点很鲜明，对于肥料三要素的吸收量以钾素多，氮素次之、磷素较少。氮、磷、钾三种营养元素的功能是不可互相代替的，只有按需求特点合理供应才可收到好的效果。
    从紫甘薯各生育阶段的养分吸收规律看，全程对钾的吸收量多，其中又以紫甘薯块膨大期明显。随着块根的膨大，吸钾量同步提高。有的品种还表现出，大紫甘薯块的含钾量比小紫甘薯块更高。紫甘薯对氮的吸收特点，在茎叶盛长时期较多，到生长后期渐趋减少。对磷的吸收特点，不同阶段含磷量都较低，相对而言苗期磷的含量为高。氮素的供应水平对于紫甘薯前期茎叶生长阶段很重要，植株反应也很敏感，缺氮地上部生长慢。但如施氮过多，造成叶面积指数过高，上层叶片对下层叶片遮光，不但不能增产反而会减产。大量田间试验表明，高氮供应会使茎叶比例加重，而低氮处理使得紫甘薯块增重和结紫甘薯数量提高。在适量供氮的基础上，钾营养充足可以延长叶片的功能期，加强紫甘薯块的形成和促进其膨大，原因是氮、钾平衡加速了光合产物向块根的运输，促进了淀粉的合成和积累。美国科技试验指出，紫甘薯叶片的钾含量低于0.5%，即出现缺钾症状。只有保持在2%左右时，才有利于健壮生长。在田间如紫甘薯叶色暗绿和叶背面出现褐色坏死斑点，则表明可能是缺钾。
    氮、钾之间是否平衡影响到紫甘薯的产量水平；在增施氮肥的条件下，相应增施钾肥可以抑制地上部茎叶的疯长；提高光合产物向块根的分配率。如果将氮、钾的对比关系简称为钾、氮比（K2O/N）。那么，高产田块的钾、氮比（K2O/N）一般都要高于2才好。如供氮过多，往往形成地上部“疯长”，也叫“跑秧子”。但是，氮肥用量过低也不行，因为氮少了不能保证足够的营养体和同化率。以紫甘薯体内干物质分配率来说，叶片中钾和氮的营养价值也表现出不同，含钾高干物质主要分配于地下部，含氮高干物质主要分配于地上部。为了获得合理的块根比（即块根占全株重量比），必须调兑和合理施用氮、钾肥。目前生产中常见的情况是植株中钾、氮比值偏低，应该增施钾肥才有利于创造紫甘薯的高产。平衡施肥，也要掌握正确的施肥方法。紫甘薯的基肥好施于10～30厘米的土层内，有利于根系吸收，尤其是磷肥的溶解性和扩散慢，更需要深施和浅施相结合，分层分期施肥，可满足前中后期养分的需要，才可避免前期早发、后期早衰的问题。紫甘薯的追肥前期以追施氮肥为主；多用速效氮肥，后期追施钾肥为主。前期的壮株肥，每亩施氮5公斤左右以促使紫甘薯茎叶的生长。中期的长紫甘薯肥是在块根开始膨大时，长紫甘薯肥要重施，施肥量占总追肥量的大半，以氮、钾为主。一般每亩施氮10公斤左右，施硫酸钾10~15公斤。
    此外，在水肥条件好的地块，追肥过早或过多，易造成中期生长过旺，阻碍养分向根部运转，反而会推迟结紫甘薯。在一般肥力条件下，壮株结紫甘薯肥可适当提早，追肥过迟容易引起茎叶青，紫甘薯块不增重等后果。