高粱一生需营养较多，每生产100千克籽实，需吸收氮2.03千克、磷1.3千克、钾3千克，三要素比例为1：0.5：1.5。高粱吸收的养分中以钾素最多，氮素次之，磷素最少。山西省试验表明，亩产500千克高梁，需施用农家肥5000千克左右，标准氮肥和过磷酸钙各50千克。其施肥方法有：
（1）基肥：施用基肥时，一般以农家肥和磷化肥为主，混合施入。
（2）种肥：种肥则以氮肥为主，每亩用硫酸铵或硝酸铵3～5千克，开沟条施。种肥以宜少不宜多为原则。
（3）追肥：要根据高粱的生长和需肥特点，一般分穗肥和粒肥两次施用。第一次在高粱播种后30～40d，6～8片叶时，每亩施尿素10千克左右，此时追肥对促进幼穗分化，争取穗粒重，提高产量，具有决定性的作用。第二次在高粱抽穗前1～2周内进行，每亩施尿素5～8千克，此时追肥可以防止早衰，增加粒重，保证产量。如果肥料量不足，应集中于拔节中前期作穗肥一次施用。