La medida de la rapidez y el grado en que la luz solar es convertida en materia orgánica por las plantas durante la fotosíntesis se denomina productividad primaria. Algunos ecosistemas tienen una alta productividad primaria, mientras que otros tienen una productividad muy baja. Por ejemplo, el océano es el ecosistema más productivo del mundo debido a su enorme superficie. Las algas oceánicas crean nueva biomasa vegetal, o peso de la materia viva, a gran escala. Sin embargo, la productividad primaria de las plantas no depende únicamente de la disponibilidad de luz solar. Además del agua, se necesitan otros nutrientes inorgánicos vitales para el crecimiento y la productividad primaria óptima. El fósforo es uno de esos nutrientes.

En los ecosistemas, rara vez se utilizan todos los nutrientes necesarios al mismo ritmo. Cuando un nutriente se utiliza antes que otros, se denomina nutriente limitante. Los nutrientes limitantes impiden el crecimiento con su ausencia. Cuando se devuelven al entorno carente, los nutrientes limitantes ponen en marcha la productividad, que continúa hasta que el nutriente limitante se agota de nuevo. El fósforo es un nutriente limitante en muchos ecosistemas terrestres y acuáticos. La productividad de los productores primarios de estas zonas está limitada, frenada, por la cantidad de fósforo disponible que es tan vital para la vida. Este hecho es la razón por la que el fósforo es un componente principal de los alimentos para plantas agrícolas y domésticas y de los fertilizantes. La adición de fósforo, que normalmente es limitado, permite el máximo crecimiento de las plantas.

Normalmente, debido a que la disponibilidad de fósforo es limitada en el ciclo del fósforo, el crecimiento de las plantas en los lagos también es limitado. Un problema importante con el uso de fósforo en los fertilizantes es el proceso de eutrofización artificial. La eutrofización es un gran aumento de la productividad primaria de un lago. La eutrofización puede ser perjudicial para el equilibrio natural de un lago y provocar la muerte masiva de peces y otros animales a medida que se agotan los niveles de oxígeno disuelto en el agua. A medida que el crecimiento de las algas y las plantas acuáticas no se controla, el lago se estanca lentamente y se ensucia. La eutrofización artificial puede producirse cuando llega a los lagos el agua de lluvia procedente de los fertilizantes agrícolas utilizados en exceso. Otra causa humana de la eutrofización artificial es la escorrentía de las minas. La explotación minera en zonas donde la roca es rica en minerales de fósforo puede crear polvo que el viento arrastra a los sistemas de agua cercanos. Del mismo modo, el agua de lluvia puede arrastrarse desde las zonas mineras hasta los lagos cercanos. Una tercera causa de eutrofización artificial es la introducción de fósforo en los lagos limitados en fósforo a través de los detergentes fabricados por el hombre. En el pasado, muchos detergentes contenían fósforo. Los efluentes de los hogares acababan llegando a los lagos, donde se producía un crecimiento masivo de plantas, lo que arruinaba el equilibrio natural existente. Hoy en día, se ha avanzado mucho en la producción de detergentes sin fosfatos, que no causan eutrofización artificial y preservan el ciclo normal del fósforo.El ciclo del fósforo. El levantamiento geológico explica la presencia de las rocas de fosfato (arriba a la izquierda). Ilustración de Hans & Cassidy. Cortesía de Gale Group.