ความอุดมสมบูรณ์ของดินที่ปลูกอ้อยในภาคตะวันอกเฉียงเหนือมีผลต่อการให้ผลผลิตที่ค่อนข้างต่ำ การใช้ปุ๋ยเคมีไม่สามารถเพิ่มผลผลิตอย่างยั่งยืนได้ แต่การเพิ่มอินทรียวัตถุในดินสามารถปรับปรุงทั้งโครงสร้างดิน ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของปุ๋ยเคมีและให้ธาตุอาหาร จึงทำการศึกษาการใช้ปุ๋ยพืชสด ปุ๋ยหมักกากตะกอนอ้อย และน้ำกากส่าจากโรงงานเอทานอล เพื่อเพิ่มผลผลิตของอ้อยและความอุดมสมบูรณ์ของดิน ทำการทดลองที่ศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่น บนดินร่วนทรายชุดดินยโสธร ทำการทดลองที่ศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่นบนดินร่วนทรายชุดยโสธร วางแผนการทดลองแบบ Split plot จำนวน 4 ซ้ำ ประกอบด้วยปัจจัยหลัก 2 วิธีการ คือ วิธีการที่ 1) ปีที่ 1 ทิ้งแปลงว่างปล่อยวัชพืชคลุมดิน ไถกลบก่อนปลูกอ้อย ปีที่ 2 และปีที่ 3 ใส่กากส่าปีละ 38 ลูกบาศก์เมตรต่อไร่ วิธีการที่ 2) ปีที่ 1 ปลูกถั่วขอ (Velvet bean, Mucuna pruriens var. utilis (Wall.ex Wight)) คลุมดิน ไถกลบก่อนปลูกอ้อย ปีที่ 2 ไม่ใส่อะไร ปีที่ 3 ใส่น้ำกากส่า 38 ลูกบาศก์เมตรต่อไร่ ปัจจัยรอง 6 วิธีการ คือ วิธีการที่ 1-3 ใส่ปุ๋ยหมักแล้วไถกลบก่อนปลูกถั่วขอหรือปล่อยวัชพืชงอกในอัตรา 400, 800 และ 1,200 กิโลกรัมต่อไร่ ตามลำดับ วิธีการที่ 4 ใส่ปุ๋ยหมักอัตรา 800 กิโลกรัมต่อไร่ รองก้นหลุมก่อนการใส่ปุ๋ยเคมีพร้อมปลูกอ้อย วิธีการที่ 5 ในปีที่ 1 ใส่กากส่าอัตรา 90 ลูกบาศก์เมตรต่อไร่ ในทุกกรรมวิธีที่ 1-5 ใส่ปุ๋ยเคมี 15-15-15 อัตรา 75 กิโลกรัมต่อไร่ และวิธีการที่ 6 ใส่ปุ๋ยเคมี 15-15-15 อัตรา 100 กิโลกรัมต่อไร่ ผลการทดลองพบว่า การใส่กากส่าจากโรงงานเอทานอลเพิ่มผลผลิตอ้อยได้และทำให้ไว้ตอได้ดี ได้ผลผลิตอ้อยตอสูงกว่าการใช้สารเคมี เพราะทำให้แตกกอดีมีจำนวนลำเก็บเกี่ยวมาก การใส่น้ำกากส่า 90 ลูกบาศก์เมตรต่อไร่ ทำให้ได้ผลผลิตสูงถึง 23 ตันต่อไร่ และมีผลต่อเนื่องถึงอ้อยตอ การใส่น้ำกากส่า 38 ลูกบาศก์เมตรต่อไร่ ในปีที่ 2 ทำให้ได้ผลผลิตอ้อยตอ 20 ตันต่อไร่ ขณะที่ไม่มีการใส่น้ำกากส่าได้ผลผลิตเพียง 9 ตันต่อไร่ และเมื่อใส่น้ำกากส่า 38 ลูกบาศก์เมตรต่อไร่ในปีที่ 3 ผลผลิตอ้อยตอ 2 เพิ่มขึ้นในแปลงที่ไม่มีการใส่น้ำกากส่ามาก่อน จาก 9 ตันต่อไร่ เป็น 10 ตันต่อไร่ การใช้ปุ๋ยหมักลดการใช้ปุ๋ยเคมีได้ 25% ได้ผลผลิตมากกว่าการใช้ปุ๋ยเคมีอย่างเดียว 28% วิธีกาารใส่ปุ๋ยที่ให้ผลดีคือใส่พร้อมปลูกอ้อยอัตรา 800 กิโลกรัมต่อไร่ ร่วมกับปุ๋ยเคมี 75 กิโลกรัมต่อไร่ ให้ผลผลิตอ้อยรวม 3 ปี 45.8 ตันต่อไร่ ในขณะที่ใส่เฉพาะปุ๋ยเคมีอัตรา 100 กิโลกรัมต่อไร่ ให้ผลผลิต 35.8 ตันต่อไร่ การไถกลบซากพืชเป็นปุ๋ยพืชสดเพิ่มผลผลิตอ้อยได้ขึ้นอยู่กับปริมาณของซากพืชที่ถูกไถกลบ การปลูกถั่วขอแล้วไถกลบเป็นพืชปุ๋ยสดให้ผลผลิตอ้อยปลูกในกรรมวิธีที่ใส่เฉพาะปุ๋ยเคมี 16.0 ตันต่อไร่ สูงกว่าแปลงที่ไม่ปลูกที่ได้ผลผลิต 13.5 ตันต่อไร่ เพราะถั่วขอมีน้ำหนักแห้งพืชที่ไถกลบลงดิน 1,443 กิโลกรัมต่อไร่ มากกว่าแปลงว่างปล่อยให้วัชพืชคลุมดินที่ให้นำหนักแห้งพืช 951 กิโลกรัมต่อไร่ การใส่น้ำกากส่าในปริมาณสูงต่อเนื่องกัน 2-3 ปี ทำให้ดินมี pH และโพแทสเซียมเพิ่มขึ้น และทำให้อ้อยดูดใช้โพแทสเซียม แคลเซียม และแมกนีเซียมเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน