銨態氮肥、硝態氮肥、酰胺態氮肥都屬于速效肥料，施入土壤后一部分被作物吸收，一部分分解或流失，降低了作為肥料的經濟效益，也污染環境。20世紀40年代以來，世界上很多國家在研究長效氮肥，研制成功的有合成有機氮肥（如脲甲醛、脲乙醛等）、包膜肥料（如硫衣尿素、緩效無機肥、長效碳銨）等。
合成有機長效氮肥主要是一類脲醛肥料，是尿素跟醛反應而生成水溶性差的聚合物，它一般在微生物的作用下逐漸分解，放出氨和二氧化碳。其中以脲甲醛（代號為UF）較為成熟，1955年已有商品肥料出售。這類長效氮肥中被認為有發展前途的是脲異丁醛（異丁叉二脲，代號為IBDU），1962年起已有商品肥料出售。它適用于各種土壤和不同氣候，放出有效氮的速度跟產品的顆粒大小有關。目前已生產肥效期兩個月到3年以上的各種脲異丁醛。有的產品制成磚形，叫做超緩效肥，能持續供氮3～5年，可用于林業及城市綠化等。提供的氮素幾乎100％有效，沒有殘留。
包膜肥料用硫磺、石蠟、瀝青、塑料等給水溶性的顆粒肥料穿上外衣，使氮素緩慢釋放。其中最重要的是硫衣尿素，代號是SCU。它能提供氮素和硫素。我國的硫資源較貧乏，主要研制用鈣鎂磷肥包膜碳酸氫銨或尿素的長效氮肥。中國科學院南京土壤研究所已研制出上述包膜長效氮肥。
把氨、磷酸跟二價金屬元素（如鎂、鐵、鋅、銅、錳等）進行反應，生成通式為MeNH4PO4·nH2O的一類化合物（Me為二價金屬離子），這是一類緩溶性無機氮肥。它們微溶于水和土壤溶液。磷酸銨鎂（MgNH4PO4）是白色固體，含氮9％、磷12％、鎂15.5％左右。它實際上是一類復合肥料，主要用于果樹、草坪、花卉等方面。