谷子对氮素需要量最多，钾素次之，磷素最少。根据测定结果，生产100千克谷子平均需氮素2.7千克、磷素1.5千克和钾素2.1千克。不同生育期对氮、磷、钾的吸收量有较大差别。苗期对氮、磷、钾的吸收量只占全生育期的1.6%～3.7%，拔节后至生殖生长迅速时期，对氮、磷养分吸收加快，吸收量增多，占全生育期需肥量的45%～70%。尤其在孕穗后期，即小穗分化阶段是吸收氮、磷高峰时期。抽穗以后对氮、磷养分吸收逐渐减少。谷子一般多种在于旱田、薄田上，在施肥技术上应抓住拔节和孕穗两个施肥关键。拔节期一般每亩施2～3千克氮素，孕穗期每亩3～4千克氮素。谷子的施肥方法：
（1）增加农家肥，施足基肥：根据试验结果，每施500千克以上有机肥（厩粪）每亩可增产谷子5～15千克。又据山西省的经验，有机肥料应在秋耕时施入，有较长的腐熟时间，要比春季施用提高土壤速效氮和速效磷的含量，同时可以提高土壤水分3%左右，有利于谷子出苗。
（2）种肥：谷子3叶以后，急需吸收易于利用的养分，在底肥不足的情况下施用氮素种肥，能明显提高产量。据试验表明，每亩施用2.5千克硫酸铵，可增产6%～9%。可以把种子与肥料混合一起施入土中，但土壤较湿时，最好种子、肥料分别撒入，防止烧坏种子。
（3）追肥：为了获得谷子高产还需要施用追肥，尤其是夏种谷子。未施底肥的，追肥更为重要。因为谷子在小穗分化阶段需要大量的氮、磷、钾养分，及时追肥满足幼穗发育阶段所需的养分，是夺取高产的重要措施。据试验表明，每千克硫酸铵，平均增收4～5千克籽粒。谷子追肥时期，在抽穗前10～15天正是进入小花分化期，此时追肥效果最好。一般每亩施用尿素10千克左右，或碳酸铵25～35千克。如果底肥充足，每亩追施碳酸铵10～15千克，在孕穗期一次施入，如果底肥不足，可亩施20～25千克，于拔节后追施10千克，抽穗前再追施10～15千克。
还可根外追肥，特别是磷和硼等在后期叶面喷施，也有增产效果。