高粱在瘠薄的土壤上有一定收成，表現出耐瘠性，高粱是高產作物，要奪取高產必須增施肥料。每生產100千克高粱籽粒，約需吸收純氮2.6千克，五氧化二磷1.3千克，氧化鉀3.1千克。
高粱基肥用量通常占施肥總量的80%以上，具體用量應根據產量指標、土壤狀況、肥料性質、品種等而定。一般高粱基肥中每畝有機肥用量：畝產300-350千克，需要施用有機肥2500-3500千克；畝產400-500千克，施用3000-4000千克；畝產500-900千克，施用4000-5000千克。此外，有機肥養分含量低的要多施，喜肥耐肥品種較耐瘠品種多施，在肥力低、熟化度差的土壤中也應多施有機肥。施用有機肥還要注意根據土壤及肥料特性相應施用。沙土地施施圈肥、土糞、泥肥；粘土地除施圈粉外，還應施爐灰等，以提高改土作用。
缺磷的土壤上增施速效磷肥，有顯著增產效果，施磷肥施用量因土壤而異。土壤有效磷含量為5-10ppm，畝施過磷酸鈣20-25千克；有效磷含量低于5ppm，畝施過磷酸鈣25-30千克。一般黑黃土、沙石土、黃土、紅土等土壤貧磷，增施磷肥，磷肥可全部基施，也可以2/3的磷肥基施，其余的作種肥施用。磷肥zui好與有機肥混合堆漚后施用。
在缺乏微量元素的土壤，以及施用氮磷鉀肥多的高肥高產地塊，根據需要和具體情況施用含錳或鐵、鎂、硼、銅等微量元素的肥料，反應良好。
基肥可撒施，施用量少時，條施較好。基肥結合秋耕施用較春施效果好。
種肥多用氮肥和優質有機肥，有壯苗作用，特別在中、下等肥力的地塊，或在基肥數量不足，質量較差時，種肥的作用更突出。
一般種肥的施用量為有機肥500-800千克或硫酸銨4-5千克，過磷酸鈣10-20千克。
高粱追肥通常在三個時期實施。在苗期追施苗肥，拔節前后追施拔節肥，孕穗期追施孕穗肥或粒肥。高粱在施用基肥和種肥的接觸上，一般可不施苗肥，但黃弱 苗、晚發苗、補栽苗要施苗肥抓平衡，施肥量一般為每畝尿素3-4千克，或豬糞尿1500千克。基肥少的旱薄地，幼苗黃守，追肥量較少時，一次追肥可提早在定苗后，拔節前追施，以促弱轉壯，為幼穗分化打好基礎。
拔節期是氮肥的zui大效應期。拔節肥要早施重施，通常在十葉期施用。在氣候干旱、土壤缺水的情況下，肥效不易發揮，可提早在九葉期追施。土壤結構性好、土溫較高、含水適宜，肥效發揮較快，可適當遲施。基肥和種肥充足，植株長勢旺的，也要晚施。拔節肥施用量一般折合畝施3-4千克純氮。具體用量看高粱生長狀況，追肥量，土壤肥力等而定。追肥數量不多的，可在拔節期一次追施。肥料數量多的，一般應重施拔節肥，施用量約占追肥總量的2/3.沙薄地在基肥充足的情況下，應輕施拔節肥，施用量約占追肥總量的1/3.土質肥沃，基肥和種肥充足，植株長勢旺的高產田塊應輕施拔節肥。
孕穗肥有保花增粒等作用，一般在抽穗前7-14天內追施。施肥量一般畝施尿素5-8千克。凡地瘦、基肥少，苗弱或后期有脫肥可能的，以及份兩次追肥的，都應施孕穗肥。
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