Založena jsou na pozvolném uvolňování živin do půdního prostředí, čímž se hnojivo do určité míry přizpůsobuje potřebám živin. Tato hnojiv mají i některé agronomické přednosti, například vytvářejí nižší koncentraci živin v půdním roztoku, což redukuje ztráty únikem. Umožní také snížit počet aplikací. V podstatě se v této oblasti využívají dva přístupy. Jedním je využití pozvolna rozpustných hnojiv, která mohou být založena například na postupné mikrobiální degradaci. Princip je známý už ze třicátých letech minulého století. Perspektivnější jsou ale spíše obalovaná pozvolně působící hnojiva, vývoj u nic jde poměrně rychle vpřed. Uvolňování živin u tohoto typu ovlivňuje obal. Velkou výhodou je, že se jedná o běžná minerální hnojiva vyráběná standardními postupy, která se v následném kroku obalí. Využívá se například u močoviny, ale také u dalších materiálů. Potřeba dalšího kroku nicméně zvyšuje výslednou cenu hnojiva a také důležité zvolit správné obalové materiály, aby se do životního prostředí nevnášely problematické látky.
Ztráty živin pak mohou omezovat inhibovaná hnojiva, týká se to především dusíkatých hnojiv, kde se v závislosti na potřebném efektu přidávají inhibitory ureázy, nitrifikace, případě se obě složky kombinují. Jako nosič hnojiva lze využívat také zeolity. Jejich působení je založeno na velkém vnitřním povrchu a vysoké sorpční kapacitě. V praxi lze využít sorpci jednomocných kationtů včetně amonného, které pak zeolity pomalu uvolňují do půdy. Zatím na začátku jsou materiály označovaná jako nanohnojiva, jejichž výhoda (a do určité míry i riziko) spočívá v tom, že jejich drobné částice do rostliny snadno pronikají a dobře se v nich transportují, významná je u nich vysoká reaktivita. K předpokládaným výhodám nanohnojiv by se mělo řadit omezení ztrát díky vysoké využitelnosti.
