研究氮肥合理施用的基本目的在于减少氮肥损失，提高氮肥利用率，发挥肥料的大增产效益。由于氮肥在土壤中有氨的挥发、硝态氮的淋失和硝态氮的反硝化作用三条非生产性损失途径，氮肥的利用率是不高的，据统计，我国氮肥利用率在水田为35%-60%，旱田为45%-47%，平均为50%，约有一半损失掉了，既浪费了资源，又污染了环境，所以合理施用氮肥，提高其利用率，是生产上亟待解决的一个问题。
（1）氮肥的合理分配
氮肥的合理分配应根据土壤条件、作物的氮素营养特点和肥料本身的特性来进行。
土壤条件：土壤条件是进行肥料区划和分配的必要前提，也是确定氮肥品种及其施用技术的依据。必须将氮肥重点分配在中、低等肥力的地区，碱性土壤可选用酸性或生理酸性肥料，如硫铵、氯化铵等；酸性土壤上应选用碱性或生理碱性肥料，如硝酸钠、硝酸钙等。
盐碱土不宜分配氯化铵，尿素适宜于一切土壤。铵态氮肥宜分配在水稻地区，并深施在还原层，硝态氮肥宜施在旱地上，不宜分配在雨量偏多的地区或水稻区。“早发田”要掌握前轻后重、少量多次的原则，以防作物后期脱肥，“晚发田”既要注意前期提早发苗，又要防止后期氮肥过多，造成植株贪青倒伏。质地粘重的土壤上氮肥可一次多施，砂质土壤上宜少量多次。
营养特点：作物的氮素营养特点是决定氮肥合理分配的内在因素，要考虑作物的种类，应将氮肥重点分配在经济作物和粮食作物上。其次要考虑不同作物对氮素形态的要求，水稻宜施用铵态氮肥，尤以氯化铵和氨水效果较好，马铃薯好施用硫铵，大麻喜硝态氮，甜菜以硝酸钠好，西红柿幼苗期喜铵态氮，结果期则以硝态氮为好，一般禾谷类作物硝态氮和铵态氮均可，叶菜类多喜硝态氮等。作物不同生育时期施用氮肥的效果也不一样，在苗期营养的基础上，一般玉米要重施穗肥，早稻则要蘖肥重、穗肥稳、粒肥补，果树重施腊肥，这样都是经济有效施用氮肥的措施。
肥料特性：肥料本身的特性也和氮肥的合理分配密切相关，铵态氮肥表施易挥发，宜做基肥深施覆土。硝态氮肥移动性强，不宜做基肥，更不宜施在水田。碳铵、氨水、尿素、硝铵一般不宜用做种肥，氯化铵不宜施在盐碱土和低洼地，也不宜施在棉花、烟草、甘蔗、马铃薯、葡萄、甜菜等忌氯作物上。干旱地区宜分配硝态氮肥，多雨地区或多雨的季节宜分配铵态氮肥。
（2）氮肥的有效施用
氮肥深施：氮肥深施不仅能减少氮素的挥发、淋失和反硝化损失，还可以减少杂草和稻田藻类对氮素的消耗，从而提高氮肥的利用率。据测定，与表面撒施相比，利用率可提高20%-30%，且延长肥料的作用时间。
氮肥与有机肥及磷、钾肥配合施用：作物的高产、稳产，需要多种养分的均衡供应，单施氮肥，特别是在缺磷少钾的地块上，很难获得满意的效果。氮肥与其他肥料特别是磷、钾肥的有效配合对提高氮肥利用率和增产作用均很显着。氮肥与有机肥配合施用，可取长补短，缓急相济，互相促进，既能及时满足作物营养关键时期对氮素的需要，同时有机肥还具有改土培肥的作用，做到用地养地相结合。
氮肥增效剂的应用：氮肥增效剂又名硝化抑制剂，其作用在于抑制土壤中亚硝化活动，从而抑制土壤中铵态氮的硝化作用，使施入土壤中的铵态氮肥能较长时间地以铵根离子的形式被胶体吸附，防止硝态氮的淋失和反硝化作用，减少氮素非生产性损失。
氮肥缓释剂应用：氮属于活跃性元素，矿源黄腐酸可以将氮络合，成为腐植酸氮肥，可以减少氮的损失，提高肥料利用率！