Pobieranie i przygotowanie próbek do analiz powinno być przeprowadzone w taki sposób aby próbka była reprezentatywna dla określonej partii badanego materiału i aby w trakcie tych zabiegów nie dochodziło do zmiany składu chemicznego oraz zanieczyszczenia próbek.

Próbka badanego materiału (gleby, roślin, nawozów) przeznaczona do analiz może być:
■ indywidualna (pierwotna) - pobrana jednorazowo z danego miejsca,
■ zbiorcza (ogólna) - wszystkie próbki indywidualne połączone razem,
■ laboratoryjna - niewielka reprezentatywna część próbki zbiorczej przechowywana w odpowiednich warunkach do czasu wykonania analizy lub do czasu ewentualnej reklamacji otrzymanych wyników,
■ analityczna (próbka do badań) - reprezentatywna część próbki laboratoryjnej przeznaczona do wykonania określonej analizy.

Pobieranie i przygotowywanie próbek nawozów do analiz

Nawozy mineralne

Próbki indywidualne nawozów stałych pobieramy z pryzm w ilości nie mniejszej niż 2 kg za pomocą specjalnego zagłębnika, w odległościach co 1,5-2 m. Wielkość próbki zbiorczej zależy od masy nawozu, którą reprezentuje. Przy masie nawozu do 8 t powinna ona wynosić 1% masy, przy 8-60 t około 80 kg, przy 60-300 t około 120 kg, przy 300-500 t około 160 kg, powyżej 500 t około 200 kg.
Z nawozów składowanych w workach sporządza się próbkę zbiorczą, pobierając próbki indywidualne specjalnym zagłębnikiem losowo ze środka worków w następujący sposób: przy 10 workach - z co drugiego, przy 100 - z co dziesiątego, powyżej 100 - z co dwudziestego worka. Z tak pobranych prób zbiorczych pobiera się próbkę laboratoryjną o masie nie mniejszej niż 0,5 kg. Próbkę taką pobiera się za pomocą specjalnego urządzenia lub metodą ćwiartowania (kwartowania). Próbkę zbiorczą po wymieszaniu usypuje się w formie stożka i dzieli na 4 części. Trzy części są odrzucane, a zostawia się jedną i tak do momentu aż zostanie potrzebna ilość materiału (ok. 0,5 kg).
Próbki laboratoryjne przechowuje się w szczelnych naczyniach lub woreczkach foliowych.

Nawozy organiczne

Próbki nawozów organicznych należy pobierać szczególnie starannie, ponieważ stanowią one materiał bardzo niejednolity pod względem fizycznym, chemicznym i biologicznym.

Obornik. Próbki indywidualne pobiera się z różnych miejsc pryzmy, gnojowni, obory itp. Miejsca te powinny być oddalone od brzegów pryzmy od 0,5-1 m i nie powinny znajdować się naprzeciwko siebie. Z miejsc tych należy odrzucić wierzchnią warstwę, zazwyczaj przesuszoną, odbiegającą swoim składem od reszty obornika. W miejscu pobrania próbki odcina się z czterech stron, za pomocą ostrego szpadla, słup obornika na całą głębokość stosu lub warstwy w oborze pod zwierzętami. Następnie za pomocą wideł lub ręcznie wybiera się obornik z całej głębokości. W zależności od powierzchni obornikowej pobiera się następującą liczbę próbek indywidualnych: do 10 m2 - 3, 11-20 m2 - 5, 21-30 m2 - 7, powyżej 30 m2 - 7 + 1 próbkę na każde 10 m2 powyżej 30 m2.
Pobrane próbki indywidualne mieszamy i otrzymujemy próbkę zbiorczą, z której po dokładnym wymieszaniu pobieramy próbkę laboratoryjną o masie 1-2 kg. W celu ograniczenia strat azotu w czasie pobierania próbek, zwłaszcza w okresie letnim, prace należy wykonywać najlepiej rano lub wieczorem.
Próbki laboratoryjne w szczelnych naczyniach należy jak najszybciej dostarczyć do laboratorium.
Do każdej próbki laboratoryjnej należy dołączyć opis, w którym podaje się między innymi: rodzaj obornika, ilość i rodzaj dodawanej ściółki, sposób i czas przechowywania, rodzaj paszy stosowany w żywieniu i inne.

Próbka laboratoryjna obornika powinna być możliwie jak najszybciej przygotowana do analiz. W tym celu obornik rozdrabnia się i mieli, usuwając wcześniej ewentualne obce zanieczyszczenia (kamienie, druty itp.), a następnie pobiera się próbki analityczne. W próbkach analitycznych oznacza się oddzielnie zawartość suchej masy, a oddzielnie pozostałe analizy. Jeżeli analizy będą wykonywane po pewnym czasie, to próbkę obornika należy zamrozić lub wysuszyć. Suszenie można wykonać na powietrzu lub w suszarce w temperaturze nie wyższej niż 60oC.
W celu oznaczenia suchej masy odważoną ilość obornika umieszcza się w parownicy szklanej lub porcelanowej i odparowuje, najlepiej na łaźni wodnej, a następnie suszy się w suszarce w temperaturze 105 +/-2oC do stałej wagi.

Gnojowica. Próbki gnojowicy pobiera się z różnych głębokości zbiorników, po dokładnym wymieszaniu za pomocą specjalnego przyrządu. Zwykle pobiera się kilka próbek indywidualnych, które po wymieszaniu stanowią próbkę zbiorczą, z której z kolei pobiera się próbkę laboratoryjną o objętości 1-2 dm3. Aby ograniczyć straty azotu, próbkę tę można zalać 10-procentowym roztworem kwasu winowego do uzyskania słabo kwaśnego odczynu i przechowywać ją w szczelnie zamkniętym naczyniu.
Naczynie ze względu na fermentację gnojowicy i powstawanie gazów należy napełnić najwyżej do 3/4 objętości.
W laboratorium pobiera się jedną próbkę analityczną do oznaczenia suchej masy oraz próbki, w których bezpośrednio oznacza się zawartość makro- i mikroelementów. Oznaczenia chemiczne można również wykonać w wysuszonej próbce gnojowicy. Oznaczanie zawartości suchej masy i suszenie przeprowadza się w podobny sposób jak w przypadku obornika.

Technika pobierania próbek kompostu i gnojówki jest podobna do techniki pobierania i przygotowywania obornika i gnojowicy.

Pobieranie i przygotowywanie próbek gleby

W zależności od celu analizy sposób pobierania próbek glebowych jest różny.
W celu opracowania zaleceń nawozowych dla poszczególnych składników pokarmowych próbki indywidualne pobiera się z pola specjalną laską glebową do głębokości 20-25 cm z równomiernie rozmieszczonych miejsc po przekątnej pola lub zakosami przez pole.

Na użytkach zielonych należy odrzucić wierzchnią warstwę darni i pobrać próbki z głębokości 5-25 cm.
Pobiera się 15-30 próbek indywidualnych z każdego pola o powierzchni 0,5-3,0 ha w zależności od zmienności glebowej. Aby zminimalizować wpływ tej zmienności, należy pobierać próbkę zbiorczą z powierzchni pola o podobnej wartości gleby (ten sam typ i rodzaj gleby) i podobnej historii użytkowania.
Z pobierania próbek gleby wyłącza się obszary świeżo nawożone nawozami organicznymi lub mineralnymi, miejsca po stogach, kopcach itp.
Najlepszym terminem do pobierania próbek glebowych jest okres od sprzętu roślin do nawożenia (późne lato i jesień).
Z pobranych w ten sposób pojedynczych próbek tworzy się próbkę zbiorczą, z której pobiera się próbkę laboratoryjną o masie około 0,5 kg. Tak pobraną próbkę umieszcza się w woreczkach foliowych, papierowych, płóciennych lub w specjalnych pudełkach. Do każdej próbki należy dołączyć opis, który powinien zawierać między innymi: miejsce i sposób pobrania próbki, datę i czas pobrania, uprawy oraz rodzaj i dawki nawozów stosowanych w ostatnich latach.
Po dostarczeniu do laboratorium próbki suszy się na powietrzu lub w suszarce w temperaturze do 40oC lub liofilizuje. W razie potrzeby, próbkę gleby kruszy się, a następnie przesiewa przez sito o średnicy oczek 1 lub 2 mm. Z tak przygotowanej gleby pobiera się próbki analityczne (podobnie jak z nawozów mineralnych). Jeżeli do badań potrzebne są bardzo małe próbki analityczne (< 2 g), to glebę można zemleć przy użyciu specjalnych młynków.

Pobieranie i przygotowywanie próbek roślinnych

W zależności od celu badań pobiera się do analizy całe rośliny lub ich części, takie jak: ziarno, słomę, liście, korzenie. Podczas pobierania próbek roślinnych do analiz należy zwrócić uwagę na: stadium rozwojowe rośliny, możliwość zanieczyszczeń (pyły przemysłowe, komunikacyjne, nawozy itp.), warunki pogodowe w trakcie pobierania (opady, susza itp.). Technika pobierania prób jest różna dla poszczególnych rodzajów roślin i fazy rozwojowej. W okresie wegetacji próbki indywidualne pobiera się, poruszając się po polu tak jak w przypadku pobierania próbek gleby, pobierając próbki według zaleceń IUNG.

Technika pobierania próbek roślin w trakcie zbioru roślin jest następująca:
1. W przypadku ziarna zbóż i nasion roślin oleistych pobiera się próbki indywidualne z kilku miejsc worka lub z kilku worków, zależnie od ilości. Po wymieszaniu otrzymuje się próbkę zbiorczą, z której pobiera się próbkę laboratoryjną o masie około 0,5 kg. Podobnie z kilku miejsc pobiera się próbkę zbiorczą słomy, z której bierze się próbkę laboratoryjną o masie około 0,25 kg.
2 W przypadku buraków pobiera się losowo próbki indywidualne, z których tworzy się zbiorczą składającą się z minimum 10 korzeni. W celu pobrania próbki laboratoryjnej z każdego buraka wycina się kliny stanowiące 1/8 lub 1/4 buraka. Ab} otrzymać próbkę zbiorczą liści, należy ogłowić minimum 10 roślin. Z odciętych liści odcina się kliny podobnie jak w przypadku korzeni. Masa tak otzymanych próbek laboratoryjnych powinna wynosić około 1 kg. W przypadku ziemniaków pobiera się próbki indywidualne z kilku miejsc losowo w trakcie zbioru mechanicznego tak, aby otrzymać próbkę zbiorczą o masie około 7 kg, z których po wymieszaniu pobiera się próbkę laboratoryjną około 50 bulw odzwierciedlających strukturę wielkości bulw w próbce zbiorczej.
3. Próbkę zbiorczą roślin pastewnych o masie około 10 kg pobiera się bezpośrednio po skoszeniu z kilku miejsc pola. Z tego materiału, po wymieszaniu, pobiera się próbkę laboratoryjną o masie 1-2 kg.

Próbki laboratoryjne w zależności od gatunku rośliny i rodzaju przyszłych analiz chemicznych należy zapakować w torebki papierowe (najlepiej dwuwarstwowe z wkładką izolacyjną), foliowe, płócienne itp. Opakowanie powinno być czyste oraz chronić próbki przed ubytkiem masy i zanieczyszczeniem w czasie transportu. Do próbki należy dołączyć metryczkę zawierającą: datę i miejsce pobrania, gatunek i odmianę rośliny, fazę lub organ rośliny oraz powierzchnię, z którego była pobrana.

Po dostarczeniu do laboratorium próbki, w zależności od rodzaju materiałów, rozdrabnia się, suszy, mieli i pobiera z nich próbki analityczne. Sposób postępowania jest podobny jak z obornikiem.

Mineralizacja materiału organicznego

Oznaczanie składników mineralnych w próbkach roślin, nawozów organicznych i ewentualnie gleb przeprowadza się po ich mineralizacji (spaleniu). Próbki te można mineralizować w sposób tzw. suchy oraz mokry. Spalanie na mokro można przeprowadzać w systemie otwartym i zamkniętym. Wybór sposobu spalania materiału organicznego zależy od tego, jakie pierwiastki chcemy oznaczyć w analizowanej próbce oraz od wyposażenia danego laboratorium.

Spalanie na sucho

Polega ono na ogrzewaniu i wyprażeniu substancji organicznej w piecu muflowym (500-550oC) w tyglach porcelanowych, kwarcowych lub platynowych. W trakcie spopielania następuje rozkład substancji organicznej, który prowadzi do ulatniania się z niej pary wodnej, dwutlenku węgla oraz azotu w postaci NOx i NH3.
W wyniku takiego procesu mineralizacji otrzymujemy popiół surowy. Popiół surowy zawiera wszystkie składniki mineralne z wyjątkiem azotu oraz zanieczyszczenia pochodzenia glebowego (krzemiany i glinokrzemiany). Składniki pokarmowe w popiele surowym występują w formie soli węglanowych, siarczanowych, krzemianowych oraz w formie chlorków i tlenków. Zawartość popiołu surowego w roślinach jest bardzo różna i waha się od kilku do kilkunastu procent. Z popiołu surowego po oddzieleniu krzemianów i rozłożeniu węglanów (za pomocą HCl i HNO3) otrzymujemy popiół czysty.

Spalanie na mokro w systemie otwartym

Metoda ta polega na utlenianiu próbki materiału organicznego w mieszaninie kwasów utleniających. Do mineralizacji najczęściej używa się kwasów mineralnych: HNO3, HClO4, H2SO4. Dodatkowo czasami używa się do spalania innych mocnych utleniaczy, takich jak: H2O2, KMnO4, K2Cr2O7. Odczynniki te pod wpływem temperatury rozkładają się z wydzielaniem tlenu.

Podczas mineralizacji suchej oraz mokrej w układzie otwartym mogą powstawać błędy spowodowane ulatnianiem oznaczanych pierwiastków podczas ogrzewania próbki lub kontaminacją próbki ze składnikami naczyń, odczynników lub powietrza laboratoryjnego. Ma to istotne znaczenie szczególnie przy oznaczaniu pierwiastków występujących w śladowych ilościach, na przykład przy oznaczaniu metali ciężkich.

Spalanie na mokro w systemie zamkniętym

Aby uniknąć błędów oznaczania, jakie mogą zachodzić w systemie otwartym, można mineralizację przeprowadzać w układzie zamkniętym. Mineralizacja mokra w układzie zamkniętym może być przeprowadzona pod chłodnicą zwrotną, w kolbach Kiejdahla i podobnych, a także w specjalnych pojemnikach teflonowych (bombach teflonowych) ogrzewanych tradycyjnie lub za pomocą mikrofal. Zaletą tego systemu jest możliwość mineralizacji w stosunkowo niskiej temperaturze (do 210oC) dzięki wytworzonemu ciśnieniu.