Upowszechnienie ziemniaków w rolnictwie polskim spowodowało ograniczenie klęsk głodu w XIX stuleciu. Wbrew pozorom nie jest to gatunek łatwy w uprawie, a plonowanie ograniczają znacznie zarówno nadmierna wilgotność, jak i susza, zwłaszcza występujące naprzemiennie. Groźne są też przymrozki.
Natomiast jeśli chodzi o gleby, to ziemniak charakteryzuje się większą tolerancją, o ile są one przewiewne, ciepłe, w dobrej kulturze, niezakamienione, bogate w składniki pokarmowe. W gospodarstwach ekologicznych niezwykle ważny jest przedplon. Preferuje się rośliny motylkowe, które dają dużo masy zielonej, gromadzą azot w glebie i spulchniają glebę. Jeśli ziemniaki sadzi się po zbożach, warto zadbać jesienią o właściwy poplon (ozimy – rzepak, rzepik, żyto, wyka lub ścierniskowy – strączkowe). Zmianowanie jest szczególnie ważne w przypadku tego gatunku, gdyż jest on wrażliwy na choroby, które mogą nasilać się, jeśli jest zbyt często uprawiany na tym samym stanowisku. Ponadto ziemniak bardzo zubaża glebę w składniki pokarmowe. Aby wyrównać niedobory zalecane jest między innymi stosowanie obornika, częściej a w mniejszych dawkach (na glebach lekkich wiosną, na cięższych jesienią, w ekologii lepiej jednak stosować nawóz naturalny wiosną).
W ekologicznym sposobie produkcji ważne jest zastępowanie głębokich zabiegów uprawowych, płytszymi. Materia organiczna będąca podstawowym sposobem dostarczania składników pokarmowych nie powinna być mieszana na dużą głębokość, dlatego nie zaleca się uprawek ponad 15 cm (kultywator, glebogryzarka, narzędzia aktywne, co najwyżej płytka orka i tylko na glebach zlewnych). W uprawie ziemniaka utrudniona jest walka z perzem z powodu ograniczenia orki.
Aby prowadzić ekologiczną uprawę ziemniaków z sukcesem, należy właściwie dobrać odmiany. Powinny one charakteryzować się wysoką odpornością na wirusy Y (od 7 w skali 9-stopniowej) i L (co najmniej 5), na choroby bakteryjne i grzybowe, zwłaszcza na zarazę ziemniaka. Łatwiej uprawiać odmiany o krótkim okresie wegetacji, zanim nasili się ta choroba. Dobrze jeśli odmiany nie są atakowane przez mątwika ziemniaczanego. Jeśli odmiana szybko przyrasta na początku wegetacji, to jest bardziej konkurencyjna w stosunku do chwastów. Do produkcji ekologicznej powinny być wybierane odmiany ziemniaków o niskich lub średnich wymaganiach nawozowych.
Odmiany ziemniaka do nasadzeń ekologicznych
Bila – wczesna, zadowalający plon dobrej jakości, odmiana odporna na wirus Y i dość odporna na wirus liściozwoju, ale podatna na zarazę.
Bartek – średnio wczesna, odmiana odporna na wirus Y i liściozwoju, średnio odporna na zarazę, wysokie plony o zadawalającej jakości, wysoka zdrowotność sadzeniaków.
Bzura – odmiana późna, na skrobię, wysoka odporność na zarazę ziemniaka, stabilny plon, odporna na wirus Y.
Denar – bardzo wczesna, jadalna, wysoka odporność na wirusy Y i liściozwoju, wysoki plon dobrej jakości.
Drop – bardzo wczesna, dobre plony smacznych bulw, dość odporna na wirusy Y, średnio odporna na wirus liściozwoju, ale podatna na zarazę.
Eugenia – odmiana jadalna, wczesna, odporna na wirus Y i L, daje wysoki plon.
Finezja – jadalna, niezbyt wczesna, odporna na wirusy Y i liściozwoju, dosyć odporna na zarazę ziemniaka.
Giewont - odmiana wczesna, plenna, małe wymagania glebowe, średnio odporna na wirus Y, podatna na wirus liściozwoju, średnio podatna na zarazę.
Gracja – odmiana wczesna, odporna na wirus Y, dość odporna na wirus liściozwoju, ale wrażliwa na zarazę, zdrowe sadzeniaki.
Korona – wczesna, odporna na wirus Y i liściozwoju, podatna na zarazę, zdrowe sadzeniaki.
Lord – jadalna, bardzo wczesna, odporna na wirusy Y i liściozwoju, wysoki plon dobrej jakości.
Medea – jadalna późna odmiana, odporność na wirus Y oraz zarazę ziemniaka, dobre plony w lepszych warunkach glebowych.
Miłek – bardzo wczesna, dobrze plonująca odmiana, o podobnej podatności na wirusa Y i liściozwoju co Drop, ale mniej wrażliwa na zarazę ziemniak.
Owacja – wczesna, średnio odporna na zarazę, odporna na wirus Y i liściozwoju, dość łatwa w uprawie nasiennej, wysokie plony o dobrej jakości, dobra zdrowotność sadzeniaków.
Orzeł – średnio wczesna odmiana odporna na wirusa Y, ale podatna na wirusa liściozwoju i zarazę o większych wymaganiach glebowych, dość odporna na suszę.
Pola – średnio wczesna odmiana, bardzo plenna, odporna na zarazę, wirusa Y i średnio odporna na wirusa liściozwoju.
Syrena – średnio późna odmiana bardzo odporna na wirusa Y, średnio odporna na wirusa liściozwoju i zarazę.
Tajfun – odmiana średnio wczesna, odporna na zarazę i wirusa Y, średnio odporna na wirusa liściozwoju.
Ursus – odmiana bardzo odporna na wirus Y średnio odporna na wirus liściozwoju, dość odporna na zarazę ziemniaka, dobre plony, wysoka zdrowotność sadzeniaków
Zeus – średnio późna, odporna na wirusa Y, dość odporna na zarazę i wirusa liściozwoju.
Odmiany dobrze plonujące umożliwiają osiągnięcie lepszej opłacalności. Jest to szczególnie ważne w przypadku produkcji ekologicznej, gdzie plony są niższe niż w uprawie konwencjonalnej.