Для роста и развития клевер требует большого количества питательных веществ, особенно фосфора, калия и кальция. Установлено, что при урожае сена 50—60 ц с 1 га клевер выносит из почвы 30—65 кг фосфора и 170—120 кг калия.
Одноукосный клевер более отзывчив на внесение удобрений, чем двуукосный. Повышению урожая сена способствует внесение органических удобрений как под покровную, так и под предшествующую культуру. Дозы внесения навоза или торфонавозных компостов под предшествующую культуру выше (30—40 т на 1 га), чем под покровную (20—30 т на 1 га).
Так как основные районы клеверосеяния сосредоточены в Нечерноземной зоне, где клевер высевают на дерново-подзолистых почвах с различной степенью кислотности; обязательно известкование их. В севооборотах с клевером в первую очередь известкуют поля с очень сильнокислыми и сильнокислыми почвами. При наличии местных залежей извести известкование применяют и на среднекислых почвах. Полную дозу извести по гидролитической кислотности вносят под предшествующую культуру (под вспашку или культивацию зяби).
Фосфорно-калийные удобрения в качестве основного удобрения вносят под вспашку или культивацию зяби в дозе по 60—100 кг Р205 и К20 на 1 га. После первого года использования клевера дают подкормки из расчета 40 кг Р2Об и 40—60 кг К20 на 1 га.
На почвах, бедных азотом, под покровную культуру весной вносят азотные удобрения из расчета 30—50 кг действующего вещества на 1 га. Внесение азотных удобрений необходимо также на второй год использования травостоя; при слабом изреживании вносят 30 кг, при сильном — 60—90 кг азота на 1 кг.
Значительные прибавки урожая сена получают от применения молибденовых удобрений. Молибденовокислым аммонием перед посевом обрабатывают семена клевера или вносят в рядки или в подкормку гранулированный молибденизированный суперфосфат.