La connaissance de l'azote minéral qui demeure dans les 60 à 90 cm de terre exploitable par les plantes facilite le calcul précis de la fumure à appliquer. Premier maillon de la chaîne, le prélèvement des carottes de terre nécessite une méthodologie rigoureuse afin de limiter le risque d'erreur. Des diverses méthodes testées : diagonale, rond et croix, il ressort que cette dernière offre la plus grande précision et la plus grande facilité de reproduction.
Deux grandes familles d'outils sont adaptées à l'extraction des carottes de terre : les tarières hélicoïdales et les gouges. Peu coûteuses, les premières présentent l'inconvénient de n'extraire qu'une vingtaine de centimètres à la fois, ce qui oblige à faire six carottages pour 90 cm, avec un risque non négligeable de mélange des horizons.
Les gouges, de diamètre inférieur, extraient les trois horizons en une seule manipulation. Enfoncées à la main ou à l'aide d'un marteau, elles recueillent la terre grâce à une lèvre excentrée, l'inconvénient majeur tenant à la pénibilité en terrain dur ou caillouteux.
Une quinzaine de prélèvements seront nécessaires, par zone homogène, pour chaque horizon. La terre des prélèvements est ensuite mélangée pour chaque horizon (0-30 cm, 30-60 cm, 60-90 cm), afin de constituer un échantillon de 400 à 500 grammes
Celui-ci est enfermé dans un sachet bien identifié et mis dans un local frais. Il est accompagné de la fiche de renseignements parcellaires sur laquelle figurent l'espèce cultivée, le type de sol, les antécédents de fertilisation, l'objectif de rendement, etc. Le sac sera transmis au laboratoire dans les vingt-quatre heures.