La misura di quanto velocemente e in che misura la luce solare viene convertita in materiale organico dalle piante durante la fotosintesi è chiamata produttività primaria. Alcuni ecosistemi hanno un’alta produttività primaria, mentre altri hanno una produttività molto bassa. Per esempio, l’oceano è l’ecosistema più produttivo del mondo a causa della sua enorme superficie. Le alghe oceaniche creano nuova biomassa vegetale, o peso di materiale vivente, su vasta scala. Tuttavia, la produttività primaria delle piante non dipende semplicemente dalla disponibilità della sola luce solare. Oltre all’acqua, altri nutrienti inorganici vitali sono necessari per la crescita e la produttività primaria ottimale. Il fosforo è uno di questi nutrienti.

Negli ecosistemi, raramente tutti i nutrienti necessari vengono utilizzati allo stesso ritmo. Quando un nutriente viene utilizzato prima di altri nutrienti, viene chiamato un nutriente limitante. I nutrienti limitanti impediscono la crescita con la loro assenza. Quando vengono restituiti all’ambiente carente, i nutrienti limitanti fanno ripartire la produttività, che continua finché il nutriente limitante non si esaurisce di nuovo. Il fosforo è un nutriente limitante in molti ecosistemi terrestri e acquatici. La produttività dei produttori primari in queste aree è limitata, tenuta sotto controllo, dalla quantità di fosforo disponibile che è così vitale per la vita. Questo fatto è il motivo per cui il fosforo è un componente principale degli alimenti e dei fertilizzanti agricoli e domestici. L’aggiunta di fosforo, che normalmente è limitato, permette la massima crescita delle piante.

Normalmente, poiché la disponibilità di fosforo è limitata nel ciclo del fosforo, anche la crescita delle piante nei laghi è limitata. Un grande problema con l’uso del fosforo nei fertilizzanti è il processo di eutrofizzazione artificiale. L’eutrofizzazione è un grande aumento della produttività primaria di un lago. L’eutrofizzazione può essere dannosa per l’equilibrio naturale di un lago e provocare una morte massiccia di pesci e altri animali poiché i livelli di ossigeno disciolto vengono impoveriti dall’acqua. Man mano che la crescita delle alghe e delle piante acquatiche rimane incontrollata, il lago lentamente ristagna, diventando sporco. L’eutrofizzazione artificiale può verificarsi quando l’acqua piovana di dilavamento dei fertilizzanti agricoli usati in eccesso raggiunge i laghi. Un’altra causa umana di eutrofizzazione artificiale è lo scolo delle miniere. L’estrazione mineraria in aree dove la roccia è ricca di minerali di fosforo può creare polvere che viene soffiata dal vento nei sistemi idrici vicini. Allo stesso modo, l’acqua piovana può lavare dalle aree minerarie ai laghi vicini. Una terza causa di eutrofizzazione artificiale è l’introduzione di fosforo nei laghi a fosforo limitato da detergenti per bucato prodotti dall’uomo. Molti detergenti in passato contenevano fosforo. L’effluente delle case finiva per farsi strada nei laghi dove si verificava una massiccia crescita delle piante, rovinando l’equilibrio naturale presente. Oggi, sono stati fatti notevoli progressi nella produzione di detergenti senza fosfati, che non causano eutrofizzazione artificiale e preservano il normale ciclo del fosforo.Il ciclo del fosforo. Il sollevamento geologico spiega la presenza delle rocce fosfatiche (in alto a sinistra). Illustrazione di Hans & Cassidy. Per gentile concessione del gruppo Gale.