カリウム
単体のカリウムは、カリウムのその強い反応性のために自然中からは産出しない。カリウムはさまざまな化合物として地殻のおよそ2.6 %を占めており、地殻の2.8 %を占めるナトリウムに次いで地殻中で7番目に存在量の多い元素である(地殻中の元素の存在度も参照)。たとえば花崗岩はカリウムをおおよそ5 %と、地殻の平均量以上を含んでいる。金属カリウムは非常に電気的に陽性であり(電気陰性度)、また非常に反応性が高いため、鉱石から直接生産することは難しい。
工業原料としてのカリウム資源はほぼすべて塩化カリウムの形で採取される。年間生産量は3500万トン(K2O換算、2008年)である。2008年において、おもな産地はカナダ(30.0 %)、ロシア連邦(19.2 %)、ベラルーシ(14.2 %)である。推定埋蔵量はK2O換算でおよそ180億トン。カリウムは植物の成長に必須であるため、塩化カリウムの90 %以上はそのまま、もしくは硫酸カリウムの形で肥料(カリ肥料)として用いられる。残りは水酸化カリウムを経由して、炭酸カリウムとなる。
カリウムイオンは植物にとって重要な主要栄養元素のひとつであり、さまざまなタイプの土壌に含まれている。近代の高収穫率な農業においては、土壌中のカリウムは自然に供給されるよりも非常に速い割合で消費されるため、肥料としてカリウムを人工的に土壌に補給する必要がある。大部分の種類の農作物に含まれるカリウム量は通常収穫量の0.5–2 %の範囲であり、それだけの量のカリウムが収穫ごとに土壌から持ち出される。カリウム肥料は農業や園芸、水耕栽培などの耕作、栽培において、塩化物(KCl)や硫酸塩(K2SO4)、硝酸塩(KNO3)のような形で利用される(また、植物由来の肥料である草木灰において炭酸塩(K2CO3)の形での利用がある)。世界で生産されるカリウム製品のおよそ93 %(2005年)が肥料として消費されており、そのうち90 %は塩化カリウムとして供給されている。塩化カリウムはカーナライト(KCl、MgCl2、6H2O)鉱石などから、塩化カリウムと塩化マグネシウムの溶解度差を利用して水中で分離することによって製造される。塩化物に敏感な作物や、硫黄分を必要とするような作物に対しては硫酸カリウムが用いられる。硫酸カリウムはラングバイナイト(英語版)(MgSO4、KCl、3H2O)やカイナイト(英語版)((Mg, K)SO4)のような鉱石の複分解によって生産される。硝酸カリウムの肥料としての消費量は非常に少ない。肥料成分の表記は通常、窒素、リン、カリウムの順に示され、カリウム量はK2Oとして表される。