Fase vegetatif gembili berlangsung pada umur 1 hingga 2 bulan setelah tanam (MST), di mana tanaman sangat membutuhkan unsur nitrogen dan fosfor untuk memperkuat pertunasan serta perakaran. Pada tahap ini, berikan pupuk gembili berupa NPK seimbang dengan dosis sekitar 15 sampai 20 gram per tanaman. Pemupukan dilakukan dengan melingkar sejauh 10 hingga 15 sentimeter dari pangkal batang utama, kemudian ditutup kembali dengan tanah tipis dan disiram secukupnya untuk mengoptimalkan penyerapan hara.
Memasuki fase generatif atau pembentukan umbi pada umur 3 hingga 4 MST (sekitar 90 sampai 120 hari setelah tanam), kebutuhan kalium meningkat secara drastis. Berikan pupuk susulan kedua yang memiliki kandungan kalium tinggi, seperti kombinasi pupuk NPK dan pupuk kalium tunggal dengan dosis 25 gram per tanaman. Unsur kalium sangat krusial untuk mentranslokasikan hasil fotosintesis dari daun ke dalam jaringan umbi, sehingga isi umbi menjadi padat, berukuran besar, dan tidak berair.
Frekuensi pemberian pupuk susulan pada tanaman gembili sebaiknya dilakukan sebanyak dua hingga tiga kali sepanjang siklus tanam yang berlangsung selama 7 sampai 9 bulan. Pada musim kemarau, pemupukan wajib diimbangi dengan penyiraman rutin sebanyak 2 sampai 3 liter per tanaman setiap 3 hari sekali agar pupuk dapat terlarut sempurna. Sebaliknya pada puncak musim hujan, pastikan gulma di sekitar gundukan tanah dibersihkan dan lakukan pembumbunan ulang agar pupuk tidak terhanyut oleh limpasan air hujan.