物理型缓控释肥料大多为包膜肥料，一般是通过一些手段如加热、喷涂、干燥等在肥料颗粒表面喷涂一层或几层惰性物质，形成致密的低渗透性膜，因而能控制水进人肥料核心以及养分溶液从膜内向外部扩散的速度，进而延缓肥料中养分的释放速度。
常见的包涂材料大致上可以分为有机和无机两种，无机化合物作为包裹膜材料的有硫磺、金属氧化物和金属盐、无机化学肥料等。而有机物作为包膜材料的有石蜡、烯烃聚合物或共聚物、不饱和油、天然橡胶等。
就目前缓控释氮肥的研究来看，包膜型缓控释肥料的制作的完整过程不涉及化肥的化学反应，通过包膜材料成分和厚度的调整，来控制肥料养分释放速度，该类肥料受外界外因影响较小，能灵活地调节其释放特性，制造工艺方法简单易行，在技术和经济上具有较大优势。
化学型缓控释氮肥养分释放机理很复杂，综合概括包括两类：一是化学添加物不与目标肥料结合；二是化学添加物与肥料结合形成新物质。
在化学添加物不与目标肥料结合的情况中又包括两种形式，一种形式是在目标肥料中添加阻溶性物质。以缓释尿素为例，在尿素中添加含铜、锌、锰化合物及植物所需的其他微量元素的无机盐、有机物等，这些物质可使尿素的溶解速度减慢，从而减缓养分的释放速度；另一种形式是在目标肥料中添加养分释放抑制物质，如在尿素中混加脲酶活性抑制剂、硝化抑制剂。加入脲酶抑制剂能降低脲酶的活性，从而使尿素的分解速度变慢，即减慢氨化过程。加入硝化抑制剂能选择性地抑制亚硝酸菌、硝酸菌、脱氮菌的活性，由此减少氮肥的硝化和脱氮作用，主要硝化抑制剂有卤代苯酚、硝基苯铵、卤化苯铵、硫脲、甲硫铵酸 、吡啶、嘧啶、硫脲、双氰胺（DCD）等。
另一类是化学添加物与目标肥料结合形成新物质，如甲醛与尿素在特定条件下缩合生成脲甲醛；乙酸醛与尿素在酸性环境下生成环状结构物质；异丁醛和尿素反应生成的亚异丁基双脲（IBDU）等，这类缓控释氮肥的养分释放机理是该化合物在外界环境条件的影响下（如生物作用、土壤pH 值、水分含量、温度等）分解，特定化合物与尿素之间的化学键断开，重新生成尿素和特定化合物，然后尿素再释放出植物生长所需的氮素。其释放速度取决于组合物键的性质、立体化学结构、疏水性、降解难易度、肥料形状、表面积与体积之间的比率及微生物的作用等。
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