Các phân bón hữu cơ gồm các chất hữu cơ tự nhiên, (ví dụ phân, chất giun đùn, phân ủ, tảo biển), hay các trầm lắng khoáng chất tự nhiên (ví dụ saltpeter, phân chim).

Các lợi ích của phân bón hữu cơ

Ngoài tác dụng làm gia tăng sản lượng và cung cấp dưỡng chất trực tiếp cho cây, các loại phân bón hữu cơ có thể cải thiện sự đa dạng sinh học (tuổi thọ đất) và khả năng sản xuất lâu dài của đất[18][19], và có thể là nơi lưu giữ phần lớn lượng carbon dioxit thừa[20][21][22].

Các dưỡng chất hữu cơ làm tăng sự màu mỡ của các cơ cấu đất bằng cách cung cấp chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cho các cơ cấu như nấm mycorrhiza[23], (giúp các loại cây hấp thu dinh dưỡng), và có thể làm giảm đáng kể nhu cầu sử dụng các loại thuốc trừ sâu, năng lượng và phân bón, nhưng làm giảm sản lượng thu hoạch[24].

So sánh với phân bón vô cơ

Hàm lượng dinh dưỡng, tính tan và tỷ lệ nhả chất dinh dưỡng của phân bón hữu cơ nói chung đều thấp hơn các loại phân bón vô cơ[25][26].Một cuộc nghiên cứu[nào?] thấy rằng trong một giai đoạn 140 ngày, sau 7 lần lọc:

• Các loại phân bón hữu cơ đã nhả khoảng 25% tới 60% hàm lượng nitơ
• Các loại phân bón kiểm soát độ nhả (CRFs) có tỷ lệ nhả khá đều
• Phân bón hoà tan nhả hầu hết hàm lượng nitơ ở lần lọc đầu tiên

Nói chung, các chất dinh dưỡng trong phân bón hữu cơ vừa loãng vừa khó hấp thu hơn với cây trồng. Theo UC IPM, tất cả phân bón hữu cơ đều được xếp hạng là phân bón 'nhả chậm', và vì thế không thể gây ra cháy nitơ[27].

Các loại phân bón hữu cơ từ phân trộn và các nguồn khác có thể khá khác biệt tuỳ theo từng mẻ{http://www.msuorganicfarm.com/Compost.pdf}, nếu không thử nghiệm cho từng mẻ số lượng dinh dưỡng cần sử dụng không được biết chắc chắn. Tuy vậy chúng ít nhất cũng có hiệu quả như các loại phân bón hoá học sau những giai đoạn sử dụng dài{http://md1.csa.com/partners/viewrecord.php?requester=gs&collection=TRD&recid=0002290EN&q=http%3A%2F%2Fwww.csa.com%2Fpartners%2Fviewrecord.php%3Frequester%3Dgs%26collection%3DTRD%26recid%3D0002290EN&uid=789131166&setcookie=yes}.

Các nguồn phân bón hữu cơ

Động vật

Urê có nguồn gốc súc vật, thích hợp để sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ, trong khi các hình thức urê tổng hợp không thích hợp[28][29]. Mối đe doạ thường thấy ở những ví dụ này là nền nông nghiệp hữu cơ tìm cách tự khẳng định mình thông qua quá trình sản xuất ở mức độ tối thiểu (trái ngược với quá trình Haber nhân tạo), cũng như chỉ xảy ra tự nhiên hay qua các quá trình sinh vật tự nhiên như ủ phân.

Bùn cống sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ tại Hoa Kỳ đã trở nên rất hạn chế và hiếm bởi USDA cấm thực hiện (vì sự tích tụ kim loại độc, cùng các yếu tố khác)[30][31][32].USDA hiện yêu cầu chứng nhận của bên thứ ba với các loại phân bón hữu cơ lỏng có độ nitơ cao được bán trên thị trường Hoa Kỳ.[33]

Cây cối

Cây phủ xanh cũng góp phần làm màu mỡ đất như một biện pháp phân bón xanh thông qua quá trình ngưng tụ nitơ từ không khí[34]; cũng như phốt pho (qua sự thu thập dinh dưỡng)[35] có trong đất.

Khoáng chất

Bột đá vôi[36], đá phốt phát và natri nitrat khai thác tự nhiên, là vô cơ (theo nghĩa hoá học), cần thiết cho mùa màng, và đã được cho sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ với số lượng tối thiểu[36][37][38].