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尿素适用于一切作物和所有土壤，可用作基肥和追肥，旱水田均能施用。由于尿素在土壤中转化可积累大量的铵离子，会导致pH升高2-3个单位，再加上尿素本身含有一定数量的缩二脲，其浓度在500ppm时，便会对作物幼根和幼芽起抑制作用，因此尿素不宜用作种肥。
水稻制种在杂交稻制种技术中，为了提高父母本的异交率，以增加杂交稻制种量或不育系繁种量，一般都采用赤毒素喷施母本以减轻母本包颈程度或使之完全抽出；或喷施父母本，调节二者的生长，使其花期同步。由于赤霉素价格较贵，用其制种成本高。人们用尿素代替赤霉素进行实验，在孕穗盛期、始穗期（20%抽穗）使用1.5%-2%尿素，其繁种效果与赤霉素类似，且不会增加株高。
防治虫害用尿素、洗衣粉、清水4:1:400份，搅拌混匀后，可防止果树、蔬菜、棉花上的蚜虫、红蜘蛛、菜青虫等害虫，杀虫效果达90%以上。
尿素铁肥尿素以络合物的形式，与Fe2+形成螯合铁。这种有机铁肥造价低，防治缺铁失绿效果很好。此外叶面喷0.3%硫酸亚铁时加入0.3%尿素，防治失绿效果比单喷0.3%硫酸亚铁好。
工业上还用作制造脲醛树酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛树脂的原料,尿素加热至200℃时生成固态的三聚氯酸(即氰尿酸)。三聚氰酸的衍生物三氯异氰尿酸、二氯异氰酸钠、异氰尿酸三(2-羟乙酯)、异氰尿酸三(烯丙基)酯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰酸酯、异三聚氰酸三缩水甘油醚、氰尿酸三聚氰胺络合物等有许多重要应用。前两者是新型消毒、漂白剂，三氯异氰尿酸全世界总所产能力超过8万t。
特殊塑料的原料，尤其尿素甲醛树脂、某些胶类的原料、肥料和饲料的成分、取代防冻的盐撒在街道（优点是不使金属腐蚀）、加强香烟的气味、赋予工业生产的椒盐卷饼棕色、某些洗发剂、清洁剂的成分、急救用制冷包的成分（因为尿素与水的反应会吸热）、车用尿素处理柴油机、发动机、热力发电厂的废气，尤其可降低其氧化氮、催雨剂的成分〈配合盐〉、过去用来分离石蜡（因为尿素能形成包合物）、耐火材料、环保引擎燃料的成分、美白牙齿产品的成分、化学肥料、染色和印刷时的重要辅助剂。
