De maat voor hoe snel en in welke mate zonlicht door planten tijdens fotosynthese wordt omgezet in organisch materiaal, wordt primaire productiviteit genoemd. Sommige ecosystemen hebben een hoge primaire productiviteit, terwijl andere een zeer lage productiviteit hebben. De oceaan is bijvoorbeeld het meest productieve ecosysteem ter wereld vanwege zijn enorme oppervlakte. Oceaanalgen creëren op grote schaal nieuwe plantenbiomassa, of gewicht aan levend materiaal. De primaire productiviteit van planten is echter niet alleen afhankelijk van de beschikbaarheid van zonlicht. Naast water zijn ook andere vitale anorganische voedingsstoffen nodig voor groei en optimale primaire productiviteit. Fosfor is zo’n voedingsstof.

In ecosystemen zullen zelden alle vereiste voedingsstoffen in hetzelfde tempo worden opgebruikt. Wanneer een voedingsstof eerder wordt opgebruikt dan andere voedingsstoffen, wordt dit een beperkende voedingsstof genoemd. Beperkende nutriënten verhinderen groei door hun afwezigheid. Wanneer ze worden teruggebracht in het ontbrekende milieu, brengen beperkende voedingsstoffen de productiviteit weer op gang, totdat de beperkende voedingsstof weer uitgeput is. Fosfor is een beperkende voedingsstof in veel terrestrische en aquatische ecosystemen. De productiviteit van de primaire producenten in deze gebieden wordt beperkt, in toom gehouden, door de hoeveelheid beschikbare fosfor die zo essentieel is voor het leven. Dit feit is de reden waarom fosfor een hoofdbestanddeel is van plantenvoeding en meststoffen in de landbouw en het huishouden. De toevoeging van fosfor, dat normaal beperkt beschikbaar is, maakt een maximale plantengroei mogelijk.

Normaal gezien is de plantengroei in meren ook beperkt, omdat de beschikbaarheid van fosfor in de fosforcyclus beperkt is. Een groot probleem bij het gebruik van fosfor in meststoffen is het proces van kunstmatige eutrofiëring. Eutrofiëring is een grote toename van de primaire productiviteit van een meer. Eutrofiëring kan schadelijk zijn voor het natuurlijk evenwicht van een meer en leiden tot massale sterfte van vissen en andere dieren doordat het opgeloste zuurstofgehalte in het water wordt uitgeput. Naarmate de groei van algen en waterplanten ongecontroleerd doorgaat, stagneert het meer langzaam en raakt het vervuild. Kunstmatige eutrofiëring kan optreden wanneer afvloeiend regenwater van overmatig gebruikte landbouwmeststoffen in meren terechtkomt. Een andere menselijke oorzaak van kunstmatige eutrofiëring is het wegvloeien van water uit mijnen. Mijnbouw in gebieden waar het gesteente rijk is aan fosforhoudende mineralen kan stof doen opwaaien dat door de wind in nabijgelegen watersystemen wordt geblazen. Op dezelfde manier kan regenwater van mijnbouwgebieden naar nabijgelegen meren spoelen. Een derde oorzaak van kunstmatige eutrofiëring is de introductie van fosfor in fosforarme meren door door de mens vervaardigde wasmiddelen. In het verleden bevatten veel detergentia fosfor. Het afvalwater van de huishoudens kwam uiteindelijk in de meren terecht, waar een massale plantengroei ontstond, waardoor het aanwezige natuurlijke evenwicht werd verstoord. Tegenwoordig is er veel vooruitgang geboekt bij de productie van fosfaatvrije detergentia, die geen kunstmatige eutrofiëring veroorzaken en de normale cyclus van fosfor in stand houden.De fosforcyclus. Geologische opslibbing verklaart de aanwezigheid van fosfaatrotsen (linksboven). Illustratie door Hans & Cassidy. Met dank aan de Gale Group.