土壤样本或叫土壤样品的采集，是土壤分析工作中一个重要环节，它是关系到分析结果是否正确的一个先决条件。也就是说，采样的地段要有代表性，采取的土壤要有代表性。为了解作物生长期内土壤耕层中养分供应状况，采取20厘米耕层土壤而不需挖土坑。对作物根系较深的，可适当加深土层，取样的数目，可根据配方区的面积而定，通常不少于20个点，试验田不少于5个点，并以蛇形布点法为准。采样点划定以后，用筒状取土器或小土铲挖取规定深度的土祥。采集分析微量元素的土样，要用不锈钢或竹木制成的挖土器。采得的土样先全部混匀，然后用四分法逐次减少样品的数量，留下1公斤左右即可，其余的弃去。取得的土壤装人袋内，装的内外都要挂放标签，标明取样地点、日期、采样人以及与分析有关的内容。
作物中各个器官的营养元素含量有很大的差异，不仅在不同的生长时期差异很大，而且在一日之内也有变化，因此采集样品时应根据分析的目的和要求，充分考虑各种影响养分含量的因素。对用于相互比较的样品应同时采集，采样部位应固定一致。由于作物不同器官对不同元素的敏感程度不一，因此在进行营养诊断时可参照附表（附表4）选择取样部位。同时，采样应考虑随机和代表性。采集后的样品应及时做上标记。并及时处理，以防营养元素发生变化。新鲜样品应在105℃的鼓风烘箱中杀青10－30分钟，然后在60℃叶鼓风烘箱中烘干4－8小时。处理过程中应避免各种烟雾和尘埃污染。烘干后的样品可直接在植物粉碎机中粉碎，将全部样品通过0.3－0.5毫米孔径筛子，然后装瓶或袋，贴上标签，贮于阴凉干燥处。当进行微量元素分析时，应用不锈钢粉碎机或瓷研钵研磨。