Một số mối quan hệ có vẻ rấtphức tạp, như mối quan hệ giữa cây khoai lang và nitơ trong đất chẳnghạn. Quá ít nitơ thì cây khoai lang không phát triển tốt và cho năngsuất thấp. Tuy nhiên, quá nhiều nitơ khoai lại tăng cường phát triểnnhánh và lá thay vì củ. Điều này cũng dẫn đến năng suất không cao.
“Cân bằng thận trọng hàm lượng nitơ trongđất là điều căn bản để thu được năng suất cao từ cây khoai lang”, nhànông học Adalton Fernandes từ Trung tâm củ và tinh bột nhiệt đới tạiĐại học bang São Paulo, Brazil cho biết.
Nghiên cứu mới do Fernandes đầuđã xác định được bao nhiêu nitơ là vừa đủ để tối đa năng suất từ câykhoai lang ở Brazil. Nghiên cứu chỉ ra lịch sử đồng ruộng là thứ cầnlưu ý khi cố gắng áp dụng lượng nitơ tối ưu cho cây khoai lang. Câytrồng phủ đất được trồng trên thửa đất trước khi trồng khoai lang ảnhhưởng đến khối lượng nitơ cần bổ sung.
Cây khoai lang trồng trên các lôđất trước đây được sử dụng để trồng cây họ đậu phủ đất cần phânlượng phân đạm (nitơ) ít hơn 35%. Tuy nhiên, trồng khoai sau cây ngũ cốcchẳng khác gì trồng khoai trên lô đất trước đó chỉ có cỏ dại mọc.
Cây trồng phủ đất thường đượctrồng luân canh với cây kinh tế. Chúng có thể được kết hợp vào đấtlàm phân xanh. Chúng có thể cũng có thể để lại trên bề mặt làm lớpbổi sống. Những loại cây trồng phủ đất khác nhau mang lại lợi íchkhác nhau cho mối quan hệ sinh trưởng này. Cây họ đậu chẳng hạn có thểtăng hàm lượng nitơ trong đất. Vi khuẩn có ích trong nốt rễ của chúnghút nitơ khí quyển vào đất. Chúng cũng phân hủy nhanh hơn cây phủ ngũcốc khi bị phá bỏ.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụngmột khu vực nghiên cứu ở đông nam Brazil. Khu vực này đại diện tốt chođiều kiện nhiệt đới và đất pha cát điển hình cho một số khu vựctrồng khoai lang ở Brazil.
Trong các lô đất khác nhau, cácnhà nghiên cứu trồng 1 trong 2 loại cây họ đậu, một giống cây ngũ cốchoặc cho cỏ dại mọc từ hạt có trong đất. Khi cây họ đậu và cây ngũcốc ra hoa, chúng sẽ bị phá bỏ. Thân cây được trộn vào đất. Sau đó,các nhà nghiên cứu trồng khoai lang lên các lô đất này và kiểm tra xembao nhiêu nitơ là cần thiết để tối đa năng suất.
Khi khoai được trồng sau câytrồng họ đậu, chúng cần khoảng 50 kg nitơ/ha để có năng suất tối ưu.Trái lại, khoai lang cần hơn 75 kg nitơ/ha khi trồng sau một vụ cây phủngũ cốc hoặc cỏ dại.
Hiện tại, các khuyến cáo vềkhối lượng phân đạm cần dùng cho cây khoai lang vẫn chưa xem xét đếnyếu tố lịch sử canh tác trong khu vực. Điều đó có thể dẫn tới việcnông dân sẽ sử dụng ít hoặc nhiều phân bón hơn cần thiết.
Ngoài tối đa năng suất, sử dụngít phân bón hơn cũng giảm chi phí cho nông dân, một điều đặc biệt quantrọng ở Brazil. Phần lớn khoai lang được trồng tại các trang trại giađình với tỉ lệ áp dụng công nghệ thấp. Các nhà nghiên cứu hiện đang kếthợp các giống cây họ đậu khác để làm cây phủ đất để thử nghiệm xemchúng có cung cấp nitơ hiệu quả hơn cho khoai lang hay không. Họ cũngđang thăm dò việc kết hợp cây họ đậu và cây ngũ cốc làm cây phủ đấttrong cùng diện tích để xem chúng có mang lại lợi ích nào khác chonông dân trồng khoai lang không.