尿素是有機態(tài)氮肥，經過土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前4～8天施用。
另外尿素中含有的縮二脲也能在脲酶的作用下分解成氨和碳酸，尿素在土壤中轉化受土壤PH值、溫度和水分的影響，在土壤呈中性反應，水分適當時土壤溫度越高，轉化越快；當土壤溫度10℃時尿素完全轉化成銨態(tài)氮需7-10天，當20℃需4-5天，當30℃需2-3天即可。尿素水解后生成銨態(tài)氮，表施會引起氨的揮發(fā)，尤其是堿性或堿性土壤上更為嚴重，因此在施用尿素時應深施覆土，水田要深施到還原層。
根據《國家發(fā)展改革委關于緩釋肥料等執(zhí)行農用化肥鐵路優(yōu)惠運價政策的通知》（發(fā)改價格〔2021〕1285號），尿素被列入《實行鐵路優(yōu)惠運價的農用化肥品種目錄》，實施鐵路貨運優(yōu)惠。
疏花疏果桃樹的花器對尿素較為敏感但嘎面反應較遲鈍，因此，國外用尿素對桃和油桃進行了疏花疏果試驗，結果表明，桃和油桃的疏花疏果，需要較大濃度（7.4%）才能顯示出良好效果，適合濃度為8%-12%，噴后1-2周內，即能達到疏花疏果的目的。但是，在不同的土地條件下，不同時期及不同品種的反應尚需進一步試驗。
工業(yè)上還用作制造脲醛樹酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛樹脂的原料,尿素加熱至200℃時生成固態(tài)的三聚氯酸(即氰尿酸)。三聚氰酸的衍生物三氯異氰尿酸、二氯異氰酸鈉、異氰尿酸三(2-羥乙酯)、異氰尿酸三(烯丙基)酯、三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)異氰酸酯、異三聚氰酸三縮水甘油醚、氰尿酸三聚氰胺絡合物等有許多重要應用。前兩者是新型消毒、漂白劑，三氯異氰尿酸全世界總所產能力超過8萬t。
選擇性催化還原(SCR)排氣后處理是通過尿素在燃燒排氣中熱解反應產生的氨，來與汽車尾氣中的氮氧化物（NOx）進行選擇性催化還原反應的一種技術，是降低燃燒鍋爐和柴油發(fā)動機等燃燒廢氣中的有害物質NOx的關鍵而主流的技術。SCR系統(tǒng)是滿足現代汽車嚴格排放法規(guī)例如歐Ⅳ/歐V/ 歐VI（國IV/國V/國VI）法規(guī)的系統(tǒng)。車用尿素在歐洲叫AdBlue（添藍液），在美國叫DEF（柴油機排氣處理液）。
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