一、作物体内氮的含量和分布
作物体内的含氮量约为作物干物质质量的0.3%～5%，含量的高低因作物种类、器官类型、生育时期的不同而异。豆科作物含氮量往往远高于禾本科作物，作物幼嫩器官和种子中含氮量较高，而茎秆尤其是衰老的茎秆含氮量较低。在一定的施氮水平下，稻谷中的含氮量、可溶性氮的含量，均随氮肥用量的增加而提高。
氮在作物体内具有较大的移动性，其在作物体内的分布情况，随作物不同生育期及体内的碳、氮代谢而有规律地变化。在作物生育期中，约有70%的氮可以从较老的叶片转移到正在生长的幼嫩器官中被利用；到成熟期，叶片和其他营养器官中的蛋白质等含氮有机物可水解为氨基酸、酰胺并转移到贮藏器官，如种子、果实、块根、块茎等，重新形成蛋白质。
二、氮的生理功能
氮是蛋白质的重要组成，蛋白质中约含有16%～18%的氮。蛋白质是构成细胞原生质的基本物质，而原生质是作物体内新陈代谢的中心。
氮是核酸和核蛋白的成分。核酸存在于所有作物体内的活细胞中。核酸与蛋白质结合而成核蛋白，核酸与蛋白质的合成以及作物的生长发育和遗传变异有着密切的关系。
氮是叶绿素的组成成分。高等作物叶片中约含有20%～30%的叶绿体，而叶绿体中含有40%～60%的蛋白质，叶绿体中的叶绿素a（C55H72O5N4Mg）和叶绿素b（C55H70O6N4Mg）的分子中均含有氮，叶绿体是作物进行光合作用的场所。环境中氮素供应水平的高低与叶片中叶绿素的含量呈正相关，叶绿素含量的多少直接影响着光合作用产物的形成。
氮是作物体内许多酶的成分。在细胞的可溶性蛋白质中，酶蛋白占相当大的比例，例如RuBP羧化酶约占叶细胞可溶性蛋白的50%。氮与酶蛋白的形成及其酶促反应紧密联系在一起，从而深刻地影响着作物体内的多种新陈代谢过程，影响着作物体内一系列生物化学反应的进行速度，从而控制作物体内许多重要物质的转化过程。
氮是作物体内多种维生素的成分。维生素B1（C12H17ClN4OS）、维生素B2（C17H20N4O6）和维生素B6（C8H11NO3）等分子中均含有氮，它们是辅酶的成分，参与作物的新陈代谢。
氮也是一些植物激素的成分。植物生长素和细胞分裂素中都含有氮。
氮还是ATP、NAD、NADP、FAD、磷脂和各种生物碱等重要化合物的组成成分。
三、作物氮素营养失调的形态表现
氮在作物生长发育过程中是一个最活跃的元素，在体内的移动性大且再利用率高，并在体内随着作物生长中心的更替而转移。因此，作物对氮素营养的丰歉状况极为敏感，氮的营养失调对作物的生长发育、产量与品质有着深刻的影响。
作物缺氮时，蛋白质、叶绿素的形成受阻，细胞分裂减少。因此，作物在不同生育时期表现出不同的缺氮症状，在营养生长期，作物以根、茎、叶生长为中心，因此作物苗期缺氮时，出叶速度慢，叶片小而少，呈浅绿或淡黄色，分蘖、分枝少，根系少而长。当作物进入生殖生长期，以开花结实为中心，因此缺氮时，下部老叶提早枯落，上部叶片生长缓慢，植株矮小，茎秆纤细，纤维素增多，组织老化。缺氮易导致成熟期作物早衰或过早成熟，结实率降低，籽实少、产量低、品质差。
当氮素供应过多时，往往导致作物氮素的奢侈吸收。体内过量的氮用于叶绿素、氨基酸及蛋白质的形成，过多地消耗体内的光合产物，减少构成细胞壁所需的原料，如纤维素、果胶等物质形成受阻，细胞壁变薄，机械支持力减弱；体内过多的氮主要以非蛋白质态氮的增加为主，植物组织柔软多汁，使作物容易倒伏和发生病虫危害；体内过多的氮增加细胞内氨基酸的积累，促进细胞分裂素形成，作物长期保持嫩绿，延迟成熟。如禾谷类作物苗期氮营养过剩，出叶迅速，叶色浓绿、多汁，分蘖期长，分蘖多；拔节、孕穗期氮营养过剩，节间拉长，植株徒长，叶片软披，分蘖继续发生，颖花稀疏；氮营养过剩，还会导致作物成熟期灌浆慢，贪青晚熟，成穗率低，结实性差，空秕率增加，千粒重下降，经济产量降低。
第二节 主要氮肥品种
一、尿素
尿素是人工合成的第一个有机物，但它广泛存在于自然界中，如新鲜人粪中含尿素0.4%。尿素作为氮肥始于20世纪初，20世纪50年代以后，由于尿素含氮量高、用途广和工业生产流程的不断改进，尿素生产在世界各国发展很快。我国于20世纪60年代开始建立中型尿素厂。1973年后，随着年产30万吨合成氨的大型尿素厂陆续兴建，我国成为世界上重要的尿素生产国。尿素已成为我国氮肥生产中最重要的品种之一。尿素肥料的有效成分分子式为CO（NH2）2，化学上又称之为脲。
尿素肥料的含氮率为45%～46%，普通尿素为白色结晶，呈针状或棱柱状晶体，吸湿性强，目前生产的尿素肥料多为颗粒状，并加用防湿剂制成一种半透明颗粒。在气温为20℃以下时，吸湿性较弱。随着气温升高，其吸湿性明显增强。尿素20℃时临界吸湿点为相对湿度的80%，但至30℃时，临界吸湿点降至72.5%，因此，要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。此外，尿素与其他肥料混合时会明显降低吸湿点。30℃时与硫铵混合，可降至相对湿度的56.4%，与氯化钾混合可降至60.3%，与硝铵混合可降至18.1%，尿素肥料与其他肥料掺混时应特别注意这一问题。大粒尿素的生产与试用实践表明，这种尿素能较好地防止吸湿和延长肥效。
尿素易溶于水，20℃时的溶解度为105g/100g水，比硫铵高出一倍。尿素为中性有机分子，在水解转化前不带电荷，不易被土粒吸附，故很易随水移动和流失。
尿素一经施入土壤，在脲酶催化作用下即开始水解。脲酶由多种土壤微生物所分泌，也广泛存在于多种植物体内。脲酶数量及其活性常与土壤有机质含量高低有密切关系。表土中脲酶比心土和底土中多。尿素水解的反应式为：
2NH3↑ H2O CO2
尿素水解速度与土壤酸度、温度、湿度以及土壤类型、熟化程度及施肥方式等有关。湿度适宜时，气温越高水解速率越大。一般来说，当气温为10℃左右时，全部水解需1～2周，20℃时4～5d，30℃时1～3d。
作物根系可以直接吸收尿素分子，但数量不大。施入土壤的尿素主要以水解后形成的铵和硝化后的硝态氮形态被吸收。因而，尿素施入土壤后表现出的许多农化性质与碳铵相类似。
尿素水解后由于生成了氨气，氨挥发损失成为氮素损失的重要途径。国内外的研究结果表明，若将尿素撒施于水田表面，由于水解后产生氨，稻田水层的pH值明显上升（有时可达到9.0以上），加上水层中藻类快速生长大量利用二氧化碳，使水中的氢氧根难以与二氧化碳结合，氨挥发可能会进一步加剧。因此，尿素即便是用于酸性土壤水田，同样也存在着氨挥发问题。尿素用于水田后的氨挥发损失可占施入氮量的百分之几到50%以上，大都在10%～30%，占水田氮损失总量的50%～80%。尿素用于旱地的氨挥发损失主要发生于pH>7.5的石灰性或碱性土壤上，损失量可占施入氮量的12%～60%。
尿素可用作基肥和追肥。因其供应养分快、养分含量高、物理性状好，尤其适合于作追肥施用，有条件时，追肥同样要强调深施，至少要保证能以水带肥，以减少肥料损失数量。
尿素以中性反应的分子态溶于水，水溶液离子强度较小，直接接触作物茎叶不易发生危害；尿素分子体积小，易透过细胞膜进入细胞，有利于作物吸收、运输；尿素进入叶内，引起细胞质壁分离的情况很少，即使发生，也容易恢复。由于尿素的这些特点，使其作为根外追肥特别合适。尿素作根外追肥时的浓度一般为0.5%～2.0%，因不同作物而异。
根外追施尿素肥料宜在早晨或傍晚，喷施液量取决于植株大小、叶片状况等。一般隔7～10d喷一次，共喷2～3次。作根外追施的尿素肥料的缩二脲含量一般不得超过0.5%，尤其是幼苗期作物对其较敏感，受缩二脲危害的叶片叶绿素合成障碍，叶片上出现失绿、黄化甚至白化的斑块或条纹。
二、碳酸氢铵
碳酸氢铵简称碳铵。自1958年我国第一套小型生产装置试产以来，已生产了近半个世纪，一直是我国主要的氮肥品种。到1995年，年产量达899.7×104t，占氮肥总产量的48.4%，仍居各氮肥品种之首。其主要成分的分子式为NH4HCO3，含氮17%左右。碳铵是一种无色或白色化合物，呈粒状、板状、粉状或柱状细结晶，相对密度1.57，容重0.75，易溶于水，0℃时的溶解度为11%，20℃时为21%，40℃时为35%。
碳铵是酸式碳酸盐。由于碳酸是一种极弱的酸，常温下氨是活泼的气体分子。二者结合生成的碳铵分子极不稳定，即使在常温（20℃）条件下，也很易分解为氨、二氧化碳和水。其反应式为：
由该反应式可见，碳铵分解的过程是一个损失氮素和加速潮解的过程，是造成贮藏期间碳铵结块和施用后可能灼伤作物的基本原因。影响碳铵分解的因素主要是温度和肥料本身的含水量。随着温度的升高，由碳铵分解的三个组分，将迅速提高其蒸气分压，10℃时的碳铵蒸气分压仅为0.171kPa，占正常大气压101kPa的0.17%，此时碳铵分解很慢。20℃时，碳铵蒸气分压上升到0.597kPa，虽比10℃时增加近3.5倍，但碳铵分解仍较慢，30℃时，碳铵蒸气分压达到10℃时的11.3倍。碳铵开始大量分解。随着温度的进一步提高，碳铵蒸气分压迅速增加，碳铵剧烈分解。
由于碳铵生产过程中不能用常法加热干燥，故碳铵产品常含有吸湿水约3.5%，高的可达5.0%。较高的水分含量导致碳铵潮解、结块，敞开时加速其挥发。一般来说，碳铵水分含量<0.5%称干燥碳铵，常温下不易分解；含水量<2.5%时分解较慢；若含水量>3.5%，分解明显加快。农用碳铵的含水量一般控制在3.5%以下。
虽然碳铵的化学性质不稳定，但其农化性质较好。碳铵是无酸根残留的氮肥，其分解产物氨、水、二氧化碳都是作物生长所需要的，不产生有害的中间产物和终产物，长期施用不影响土质，是较安全的氮肥品种之一。
碳铵施入土壤后很快电离成铵离子和碳酸氢根离子，铵离子很容易被土粒吸附，不易随水移动。因此，只要碳铵能较完全地接触土壤，被土粒充分吸附，则施用后的挥发并不比其他氮肥明显的高。有些条件下，如在石灰性土壤上，深施后还可能比其他氮肥具有更好的作用效果。
碳铵的合理施用原则和方法一直在不断发展。施用时应注意掌握不离土、不离水的施肥原则。把碳铵深施覆土，使其不离开水土，这样有利于土粒对肥料铵的吸附保持，持久不断地对作物供肥。深施的方法包括作基肥铺底深施、全层深施、分层深施，也可作追肥沟施和穴施。其中，结合耕耙作业将碳铵作基肥深施，较方便而省工，肥效较高而稳定，推广应用面积最大。
三、硫酸铵
硫酸铵肥料主要成分的分子式为（NH4）2SO4,简称硫铵，俗称肥田粉。硫铵是我国使用和生产最早的氮肥品种。1906年，上海进口的第一批化肥就是硫铵。
硫酸铵肥料为白色结晶，若为工业副产品或产品中混有杂质时常呈微黄、青绿、棕红、灰色等杂色，含氮率为20%～21%。硫酸铵肥料较为稳定，分解温度高达280℃。不易吸湿，20℃时的临界吸湿点在相对湿度为81%。易溶于水，0℃时溶解度达70g/100g水，肥效较快，且稳定。硫铵在世界氮素化肥发展初期增长很快，应用广泛，在氮肥中所占比例高。我国长期将硫铵作为标准氮肥品种，商业上所谓的“标氮”，即以硫铵的含氮量20%作为统计氮肥商品数量的单位。
目前，硫铵在我国氮肥总量中所占比重已很小，多数是炼焦等工业的副产品。我国现行硫铵产品标准的主要内容包括：含氮20.5%～21.0%、含水分0.1%～0.5%、含游离酸<0.3%。硫酸铵肥料中除含有氮之外，还含硫25.6%左右，也是一种重要的硫肥。硫铵与普通过磷酸钙肥料一样，是补充土壤硫素营养的重要物质来源。
硫酸铵肥料施入土壤以后，很快地溶于土壤溶液并电离成铵离子和硫酸根离子。由于作物对营养元素吸收的选择性，吸收铵离子的数量多于硫酸根离子的数量，在土壤中残留较多的硫酸根离子，与氢离子（来自土壤或根表面铵的交换或吸收）结合，使土壤变酸。肥料中离子态养分经植物吸收利用后，其残留部分导致介质酸度提高的肥料称之为生理酸性肥料。
硫酸铵肥料中的硫酸根在还原性较强的土壤上可通过生物化学过程还原为硫化氢，硫化氢可侵入作物根细胞，使根变黑，部分乃至全部丧失吸收功能。当土壤中有较多的亚铁离子存在时，由于亚铁离子可与硫化氢形成硫化亚铁沉淀，而作为硫化氢的解毒剂。当然，如果在根内输导组织中形成硫化亚铁沉淀则同样会阻碍作物根系的吸收。
除还原性很强的土壤外，硫酸铵适用于在各种土壤和各类作物上施用。可作基肥、追肥、种肥。作基肥时，不论旱地或水田宜结合耕作进行深施，以利保肥和作物吸收利用，在旱地或雨水较少的地区，基肥效果更好。作追肥时，旱地可在作物根系附近开沟条施或穴施，干、湿施均可，施后覆土。硫酸铵较宜于作种肥，注意控制用量，以防止对种子萌发或幼苗生长产生不良影响。
四、氯化铵
氯化铵肥料主要成分的分子式为NH4Cl，简称氯铵。氯化铵肥料可以直接由盐酸吸收氨制造，但其主要来源则是作为联碱工业的联产品。氯铵中的氯离子来自食盐，铵离子来自碳酸氢铵。生产过程的总反应式为：
NaHCO3 NH4Cl
每生产1t纯碱，可联产约1t氯铵，随着我国联碱工业的发展，联产氯铵的数量将会不断增加。
氯铵肥料为白色结晶，含杂质时常呈黄色，含氮量为24%～25%。氯铵临界吸湿点较高，20℃时为相对湿度79.3%，接近硫铵，但肥料产品中由于混有食盐、游离碳酸氢铵等，有氨味，吸湿性比硫铵稍大，易结块，甚至潮解，生产上有时将之精制并粒状化来降低其吸湿性。氯铵的溶解度比硫铵低，20℃时，100g水中可溶解37g。氯铵肥效迅速，与硫铵一样，也属于生理酸性肥料。作为联碱工业的联产品，其质量标准为：含NH4Cl 90%～95%，含N24%～25%，NaCl 0.6%～1.0%，碳铵等其他杂质<3.0%，水分1.5%～3.0%。
氯铵施入土壤后，遇水很快电离成铵离子和氯离子，铵离子被土壤胶体吸附，氯离子则与被交换出来的阳离子生成水溶性化合物。在酸性土壤中，氯离子与被交换下来的氢离子结合生成盐酸，使土壤溶液酸性加强。在中性或石灰性土壤中，氯铵与土壤胶体作用的结果生成氯化钙。氯化钙易溶于水，在雨季及排水良好的地区可被淋洗流失，可能造成土壤胶体品质下降。而在干旱地区或排水不良的盐渍土壤中，氯化钙在土壤溶液中积累，造成溶液盐浓度增高，也不利于作物生长。
氯铵在土壤中的硝化作用比硫铵慢，这是由于氯铵肥料中含有的大量氯离子对硝化作用具有明显的抑制作用，这就使得氯铵中的铵态氮的硝化流失减少。氯铵不像硫铵那样在强还原性土壤上会还原生成有害物质，因而施用于水田的效果往往比硫铵更好、更安全。但由于其副成分氯离子比硫酸根具有更高的活性，能与土壤中二价、三价阳离子形成可溶性物质，增加土壤中盐基离子的淋洗或积聚，长期施用或造成土壤板结，或造成更强盐渍化。因此，在酸性土壤上施用应适当配施石灰，在盐渍土上应尽可能避免大量施用，氯铵不宜作种肥，以免影响种子发芽及幼苗生长。
此外，诸如马铃薯、亚麻、烟草、甘薯、茶等作物为明显的“忌氯”作物。施用氯铵肥料能降低作物块根、块茎的淀粉含量，影响烟草的燃烧性与气味，降低亚麻、茶叶产品品质等。
五、硝酸铵
硝酸铵肥料简称为硝铵，其有效成分分子式为NH4NO3，硝铵是当前世界上的一个主要氮肥品种。第二次世界大战后硝铵在前苏联和欧美各国发展较快，在氮肥中所占比例较高。我国从20世纪50年代起在东北、华北和西北地区先后建立了几十个硝铵厂。工业上生产硝铵是将合成氨在高温、高压及铂催化条件下生成硝酸，再由硝酸吸收铵生成硝铵。
硝铵肥料含氮率为33%～35%。目前生产的硝铵主要有两种：一种是结晶的白色细粒，另一种是白色或浅黄色颗粒。细粒状的硝铵吸湿性很强，徐徐干燥时，容易结成硬块，空气湿度大的季节会潮解变成液体，湿度变化剧烈和无遮盖贮存时，硝铵体积可以增大，以致使包装破裂，贮存时应注意防潮。颗粒硝铵如表面附有诸如矿质油、石蜡、磷灰土粉等防湿剂，吸湿性较小，可以在纸袋中保存，但也应注意防潮。
硝铵肥料施入土壤后，很快溶解于土壤溶液中，并电离为移动性较小的铵离子和移动性很大的硝酸根离子。由于二者均能被作物较好地吸收利用，因此硝铵是一种在土壤中不残留任何成分的氮肥，属于生理中性肥料。由于硝酸根具有较大的移动性，除特殊情况外，一般不将硝铵作基肥和雨季追肥施用。硝酸铵作旱地追肥效果较好。硝酸铵适用于各类土壤和各种作物，但不宜于水田。
硝铵不宜作种肥，因为其吸湿溶解后盐渍危害严重，影响种子发芽及幼苗生长。
出于贮运与施用安全的考虑，以及硝态氮的水解及食物污染问题，有些国家明确控制硝态氮肥的施用范围与数量。
硝铵的改性是改善其吸湿性和防止燃爆危险的重要途径。最重要的硝铵改性氮肥是硝酸铵钙和硫硝酸铵。硝酸铵钙又名石灰硝铵，其主要成分是NH4NO3、CaCO3，含氮率约20%，其加工方法是将硝铵与碳酸钙混合共熔而成。硫硝酸铵则由硝铵（74%左右）与硫铵（26%左右）混合共熔而成；或由硝酸、硫酸混合后吸收氨，结晶、干燥成粒而成。
六、硝酸钠
硝酸钠又名智利硝石，因盛产于智利而闻名。除天然矿藏外，硝酸钠也可利用硝酸进行加工生产。其有效成分分子式为NaNO3。
硝酸钠含氮量为15%～16%，商品呈白色或浅色结晶，易溶于水，10℃时溶解度为96g/100g水，20℃临界吸湿点为相对湿度74.7%，比硝铵稳定。国外长期将硝酸钠施用于烟草、棉花等旱作物上，肥效较好。对一些喜钠作物，如甜菜、菠菜等肥效常高于其他氮肥。
七、硝酸钙
硝酸钙常由碳酸钙与硝酸反应生成，也是某些工业流程（如冷冻法生产硝酸磷肥）的副产品。其有效成分分子式为Ca（NO3）2。
硝酸钙纯品为白色细结晶，肥料级硝酸钙为灰色或淡黄色颗粒。其含氮率为13%～15%。硝酸钙肥料极易吸湿，20℃时临界吸湿点为相对湿度的54.8%，很容易在空气中潮解自溶，贮运中应注意密封。硝酸钙易溶于水，水溶液呈酸性。硝酸钙在作物吸收过程中表现出较弱的碱性，但由于含有充足的钙离子并不致引起副作用，故适用于多种土壤和作物。含有19%的水溶性钙对蔬菜、果树、花生、烟草等作物尤其适宜。
第三节 氮肥的高效施用技术
氮肥在作物生产过程上由于对作物产量的调控能力最强，因此使用量最大、使用最频繁。氮肥施入土壤后的转化比较复杂，涉及化学、生物化学等许多过程。不同形态氮素的相互转化造成了肥料氮在土壤中较易发生挥发、逸散、流失，不仅造成经济上的损失，而且还可能污染大气和水体。因此，氮肥的合理高效施用就愈显重要。
一、氮肥的合理分配
氮肥的合理分配主要依据土壤条件、作物氮素营养特性及氮肥本身的特性来确定。
1.土壤条件
土壤酸、碱性是选用氮肥的重要依据。碱性土壤应选用酸性和生理酸性肥料。这样有利于通过施肥改善作物生长的土壤环境，也有利于土壤中多种营养元素对作物有效性的提高。盐碱土上应注意避免施用能大量增加土壤盐分的肥料，以免对作物生长造成不良影响。在低洼、淹水等易出现强还原性的土壤上，不应分配硫酸铵等含硫肥料，以防止硫化氢等有害物质的生成，在水田中也不宜分配硝态氮肥，以防止氮随水流失或反硝化脱氮损失。
2.作物营养特性
不同作物种类对氮肥的需要数量是大不相同的。一般来说，叶菜类尤其是绿叶菜类、桑、茶、水稻、小麦、高粱、玉米等作物需氮较多，应多分配氮肥。而大豆、花生等豆科作物，由于有根瘤，可以进行共生固氮，只需在生长初期施用少量氮肥。甘薯、马铃薯、甜菜、甘蔗等淀粉和糖类作物一般只在生长初期需要充足的氮素供应，形成适当大小的营养体，以增强光合作用，而在生长发育后期，氮素供应过多则会影响淀粉和糖分的积累，反而降低产量和品质。同种作物的不同品种之间也存在着类似的差异。耐肥品种，一般产量较高，需氮量也较大；耐瘠品种，需氮量较小，产量往往也较低。
二、氮肥施用量的确定
生产、科研实践证明：随着氮肥施用量的增加，氮肥的利用率和增产效果逐渐下降。据统计，1993～1994年度我国平均每公顷农田消耗氮肥（以N计）高达188kg，比同期世界平均消耗50.3kg的水平高出3.7倍。在一些经济发达的地区，由于过量施用氮肥而造成的经济损失和环境质量破坏，已达到非常严重的地步，恢复和重建其良好生态系统将要付出极其沉重的代价。
从国外在一些地区主要粮食作物上进行的肥料田间试验结果来看，在配合磷、钾等其他元素肥料的基础上，每季作物的施氮量（以N计）大约在150kg/hm2，当然，具体施氮量应视各地具体情况而定。
三、提高氮肥利用率
氮素损失直接减少了土壤中作物可利用态氮量，降低氮肥的增产作用。离开土壤中作物根系密集层的氮素以不同形态进入水体或大气，造成环境污染。因此采用各种技术措施减少氮素损失，是农业氮素管理的中心任务之一。为了减少氮素损失，应根据氮素在土壤中的主要理化、生化、农化行为，遵循如下原则。
严格控制氮肥的主要损失途径。除少数渗漏性较强的砂性水田土壤外，一般在水稻生长期间化肥氮的淋洗损失并不多，田面水的径流损失也较易得到控制，减少氨挥发和硝化-反硝化损失应作为重点。针对氨挥发，可采取各种措施降低施肥后田面水的pH及铵的浓度。为了降低田面水的pH，可以采用添加杀藻剂的方法，以抑制日间田面水pH的上升。减少田面水中铵的浓度最有效的措施是深施、分次施、选用缓释肥料，也可以采用无水层混施、“以水带氮”等。除了这些措施之外，为了减少田面水氨的挥发，有人尝试在水表面进行覆膜处理。由于铵态氮是氨挥发和硝化-反硝化作用的共同源，因此这两种损失机制之间有一定的内在联系。在采取措施时，应考虑到能使氮素的总损失量降至最低。由于铵态氮肥的深施还可以减缓土壤中硝化作用速率，也为减少硝态氮的淋洗损失以及反硝化脱氮损失创造了条件。同样，在旱地上也应将氮肥分次施用，添加硝化抑制剂，采取适宜的水肥综合管理措施等来减少氮素的损失。
提高氮肥利用率的措施，除了平衡施肥、正确推荐氮肥施用量和施肥时期之外，还可以包括两类，一是采用更适宜的田间管理技术，二是在化学氮肥中添加特殊化学物质。
田间水肥综合管理也能起到类似于深施的作用，达到提高氮肥利用率的目的。比较简单而有效的方法是利用施肥后的上水或灌溉将肥料带入土层至一定深度，使土壤表层所残留氮的浓度较低，从而减少氮素损失。
使用脲酶抑制剂是提高尿素肥料利用率的一个便捷措施。脲酶抑制剂可以使尿素的水解速率有所减缓，使较多的尿素能以分子态扩散移动到土壤一定深度，从而减少表层土壤或田面水中铵态氮及氨态氮的浓度，减少氨挥发损失。Bremner等（1971）研究了100多种可作为脲酶抑制剂的化合物，认为氢醌类化合物是比较有效和实用的。生产上试用较多的有O-苯基磷酰二胺（PPD）、N-丁基硫代磷酰三胺（NBPT）、氢醌和硫脲等。国内外有关脲酶抑制剂的研究证明，脲酶抑制剂在延缓尿素水解、减少氨挥发损失中的作用基本上是肯定的。然而，对它们在减少氮素总损失方面的作用机理尚未被广泛证明，田间应用是否能增产，尚无定论。分析一下不难看出，影响脲酶抑制剂增产作用的因素很多。从脲酶抑制剂本身作用特性来看，一是其抑制效果短暂；二是不一定能减少氮素的总损失；三是可能对作物生长有不良的影响。尤其是在土壤中氨挥发并不重要、氮素营养并不是作物生长的限制因子，以及土壤中尚存在脲酶之外的其他尿素水解机制等条件下，更加能削弱脲酶抑制剂对作物的增产作用。国内对氢醌作为尿素的添加剂制成的“长效尿素”进行了研究和推广，结果表明施用氢醌对土壤和作物无毒害作用，并在小麦、玉米和水稻等作物上获得增产。
使用硝化抑制剂（又称氮肥增效剂）可以在一定程度上抑制硝化速率，减缓铵态氮向硝态氮的转化，从而减少氮素的反硝化损失和硝酸盐的淋溶损失，并可能减少果蔬等作物中硝酸盐的积累。常见的硝化抑制剂有2-氯-6-三氯甲基吡啶（CP）、脒基硫脲（ASU）、1，2，4-三唑盐酸盐（ATC）和双氰胺（DCD）等。近年来，国际上还发展了蜡包膜碳化钙（CCC）。我国试验比较多的种类是CP与DCD，CP对减缓硝化作用有明显的效果，在非石灰性土壤上施用CP，其减少肥料氮损失的效果明显优于石灰性土壤。这可能是由于施用硝化抑制剂后土壤中存留较多的铵而引起了氨挥发损失加重所致。硝化抑制剂在提高氮肥增产效果中的作用也不够稳定，其原因与脲酶抑制剂有类似之处。国内生产的长效碳铵，即是在碳铵中添加了DCD，加上肥料理化性状的改善，在农业生产中获得了较好的增产效果。
缓释肥料的使用在多数情况下也可以提高肥料中氮的利用率，这是由于缓释肥料的溶解速率较慢，不会引起强烈的挥发和流失作用，从而保证肥料中的氮被作物充分吸收利用。国际网络试验研究了硫黄包膜尿素在水稻上的增产效果，在217个试验中，硫黄包膜尿素优于分次施用尿素的占39%，效果相当的占56%。发展喷灌、微灌、滴灌施肥（主要是氮肥）是提高氮肥利用率的最有效的方法，也是现代化农业中发展的方向。
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