①空气中的氮气（N2）通过豆科作物的根瘤菌、以及闪电的作用发生Haber-Bosch反应，从而和氢元素反应生成氨（NH3）。
②通过矿化反应，存在于植物残体、动物粪便、土壤有机质中的有机氮可以转变为无机氮。
③首个参与自然反应的化合物氨（NH3）会被土壤中的细菌转为亚硝酸根（NO2-），最后通过硝化反应生成硝酸根（NO3-）离子。
④在特殊土壤条件下（主要为缺氧），硝酸根（NO3-）离子会通过反硝化作用转变为各类气态氮氧化物（NOx，N2O）以及氮气。
通常氮素在不同形态的转化过程中产生损失，如果这些氮素以有机或无机形态的方式施用时，用量越多氮素的损失就越大。最佳氮素管理的目标是确保优化作物产量同时降低氮素在环境中的损失。这一目标一般通过以下几种方式（表1）得以实现。
表1提高氮肥利用率的技术途径
虽然目前微生物技术、遗传育种技术以及改进后的施肥技术在提高氮肥效率上起到了一定的功效，但这些技术大规模的市场化运作依然面临重重困难。随着科学技术的进步，一些新技术、新观念、新思想不断发展应用，提高肥料利用率已不仅仅局限于这些传统的技术，缓、控释肥料，及脲酶/硝化抑制剂等技术已经或正在逐步应用到农业生产中来，并为减少肥料损失，提高肥料利用率发挥着重要的作用。
主要氮肥增效产品一览
缓控释肥
●德国康朴公司福络耐Floranid
德国康朴公司于1972年开始生产基于IBDU技术的缓释肥料福络耐（Floranid），缓释氮释放周期为3个月，有效防止氮肥淋失。适用于各类草坪。主要配方包括：福络耐Turf20-5-8、福络耐MasterExtra19-5-10、福络耐Permanent16-7-15-2和福络耐EagleK12-6-24。
而控释肥料(CRF)则通过在肥料颗粒表面附加一层或多层物理屏障，控制营养通过薄膜扩散速度，从而实现提高氮肥效率的目的，如硫包衣尿素(SCU)、聚合物树脂包衣尿素（PCU）、聚合物硫包尿素（PCSCU）等。如表二中，中国汉枫公司生产的汉枫控释肥、韩国NamhaeChemical公司生产的Namhae控释肥、印尼PTHanampiSejahteraKanuripan公司生产的Haracoat都是硫包衣技术为技术的代表性产品。而新一代的树脂包衣的技术则为各国控释肥企业所追捧，如中国金正大的Syncote、中国茂施的semecote、以色列海法化学的Multicote、以色列化工集团的osmocote、日本旭化成的Nutricote、加拿大加阳的ESN、德国康朴（Compo-Expert）的Basacote等。此外，一些控释肥公司还将硫包衣和树脂包衣的技术上衍生出聚合物硫包衣尿素产品PCSCU。
●日本旭化成好康多Nutricote
好康多Nutricote，由日本旭化成株式会社生产的一种树脂包膜缓释肥。利用树脂将高单位速效水溶性肥料包裹成颗粒，当好康多Nutricote应用于土壤，土壤中水分子渗入颗粒内，将肥料溶解；然后受温度影响形成内部渗透压，将肥份缓慢释出，供植物根部吸收。自动施肥机制，肥效供应充份又安全，无肥害，无味清洁，不伤肌肤，安全可靠，不会产生肥伤。控释期有70、140、180、270、360天可供选择。高氮配方促进生长，特适于幼小植物之发育所需，对于叶片的发育尤有显着的效果，观叶植物、叶菜类、多肉植物的养成，草皮、牧草、茶树、烟草栽培等。
●以色列海法化学魔力康Multicote
Multicote魔力康是海法的控释肥品牌，包括一系列的控释肥产品配方。海法控释肥采用高聚物包衣技术，其养分的释放速率仅与土壤温度有关，一次施用可满足作物整个生育期内的养分需求，控释肥专门设计用于持续的养分供应，并且最大化养分吸收效率。海法控释肥可减少田间作业费用，其施肥不依赖于灌溉系统。Multicote针对不同目标作物细分市场提供多样化的产品解决方案，如用于园艺市场的Multicote、用于经济作物市场的MulticoteAgri/Multigro、用于大田作物的CoteN、用于草坪市场的MulticoteTurf/Multigreen等。
●以色列化工集团奥绿肥Osmocote
●中国茂施集团株格靓Semecote
株格靓控释肥是采用国外进口的肥料核心以及可降解的包衣材料，采用领先的无溶剂包膜技术生产的半透膜包衣的高品质肥料，内含氮、磷、钾、镁与螯合微量元素，不同包衣养分，释放期3-9个月，内含硝态氮，能及时满足作物前期对氮肥的需求。适用于大姜、花卉、草坪、西红柿、黄瓜等大棚蔬菜，苹果、葡萄等各种果树。
●德国康朴公司巴萨克Basacote
巴萨克是康朴公司基于树脂包膜工艺的控释肥产品，独特气候适应释放技术CAR(ClimateAdaptedRelease)可以满足作物在于不同气候条件下对养分吸收。适用于园艺、果蔬、油棕、作物，养分释放周期3-12个月。主要配方包括：巴萨克16-8-12-2+TE(3,6,9M)、巴萨克15-8-12-2+TE(12M)、巴萨克14-14-14+TE(6M)和巴萨克14-3-19-2+TE(6M)。
●马拉西亚绿丰公司绿丰Greenfeed
使用活化的吸附性材料作载体，将大、中、微元素以“吸附”的方式形成“肥库”，再依土壤的离子浓度和作物的需求释放。效期2-6个月。可修复土壤CEC、节约肥料和人工。已有配方应用于热、温带果树、水稻或及观赏作物等。
●中国阿诺肯公司美世Supocote
阿诺肯公司2001年成立以来，率先将欧洲“品质播种，优享生活”的概念引入中国，阿诺肯科技集团(LGAGRO)锐意创新，积极进取，将德国高新技术和中国植物营养理念结合，研发制造出国际顶尖品质的控释肥料系列产品。养分释放性能大幅度提高，一定的温度下，肥料严格按照设定的释放期进行养分释放,特别是在温度高的国家和地区释放更稳定。吸收与释放同步，供需平衡，肥料利用率提高到70%以上，可节省肥料用量50%以上，释放期可达1年以上，一次施肥，无需追肥，大大节省劳动力成本。在中国是第一家在农业部获得控释肥料登记证的企业，目前也是唯一一家能做NPK控释肥的企业。
稳定性肥料
●美国陶氏益农伴能N-Serve
伴能氮肥增效剂，其有效成分2-氯-6-三氯甲基吡啶，通过抑制亚硝化细菌功能，延缓铵态氮向硝态氮转化，减少土壤中硝化-反硝化造成的氮肥损失，提高氮肥利用率。
●德国康朴公司诺泰克NovaTec
而脲酶抑制剂是抑制脲酶将尿素水解成氨和二氧化碳两种成分的物质。脲酶抑制剂在某些条件下可以降低氨的挥发性。经过30多年的研究开发，目前脲酶抑制剂的种类已经有一百多种，包括醌类、酰胺类、多元酸、多元酚、腐殖酸、甲醛等。其中应用较为广泛的是N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)，NBPT在碱性土壤、通气性较好的条件下对NH3的挥发损失抑制较好。代表性的产品如美国柯氏KochAgronomicServices公司的AGROTAIN（N-丁基硫代磷酰三胺NBPT）、德国巴斯夫公司的LIMUS（N-丁基硫代磷酰三胺+N-苯基磷酰三胺NBPT+NPPT）等。
●美国柯氏农业服务公司AGROTAIN
AGROTAIN系列产品核心脲酶抑制剂NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)获得美国植物食品管理官员协会AAPFCO认可，可以有效抑制土壤中脲酶活性从而减少因氨挥发造成的养分损失。在过去20年中，该产品在全球使用推广面积达百万英亩，以其卓越的性价比和高效的控氮能力得到全球用户的青睐和认可。此外，AGROTAIN产品线还拥有多种特殊制剂的配方产品以满足客户的不同混拌和使用需求。
●德国巴斯夫公司力谋士Limus
该产品包含的两种活性成分N-丁基硫代磷酰三胺（NBPT）和N-苯基磷酰三胺（NPPT）可有效抑制土壤中各类形态结构的脲酶。因为单个有效成分并不能与所有脲酶的作用位点结合。而力谋士Limus中的NBPT和NPPT则可相互配合，有效作用于不同脲酶的结合位点，阻碍脲酶和靶标底物结合，继而达到全面抑制的效果。该双效活性成分是巴斯夫的专利技术，使用该技术的产品不论在实验室还是在世界各地的田间都取得了卓越的表现。研究表明，使用该技术后，仅需投入同类产品40%的用量即可达到控氮目标，使用力谋士Limus的田块相对产量提升幅度是市场上标准脲酶抑制剂NBPT的两倍。
纵观全球市场，缓释肥、控释肥和稳定性肥料的生产能力在2011年至2014年间整整翻了一番，从650万吨迅速增至1200万吨。亚洲无疑在全球增效氮肥市场中占据主导地位，中国是全球最大的SRF/CRF消费国，2014年的消费量估计为280万吨。而印度的消费仅限于苦楝油包膜尿素(NCU)，2013-2014财年的消费量为630万吨。日本2014年SRF/CRF消费量为14.5万吨。除中国和印度以外的全球市场规模估计为360万吨，其中170万吨是缓控释肥SRF/CRF，其余是稳定性肥料。北美消费大约120万吨，其中90%是SCRF。西欧SRF/CRF消费量为14万吨。SF市场比SCRF大4-5倍。中欧的SCRF和SF消费量为2万吨。中东和非洲的SCRF与SF消费量为8万吨。