Miarą tego, jak szybko i w jakim stopniu światło słoneczne jest przekształcane w materiał organiczny przez rośliny w procesie fotosyntezy jest nazywany produktywności pierwotnej. Niektóre ekosystemy mają wysoką produktywność pierwotną, podczas gdy inne mają bardzo niską produktywność. Na przykład, ocean jest najbardziej produktywnym ekosystemem na świecie ze względu na swój ogromny obszar. Algi oceaniczne tworzą nową biomasę roślinną, czyli masę żywego materiału, na ogromną skalę. Jednakże pierwotna produktywność roślin nie zależy jedynie od dostępności światła słonecznego. Oprócz wody, do wzrostu i optymalnej produktywności pierwotnej wymagane są również inne ważne nieorganiczne składniki odżywcze. Fosfor jest jednym z takich składników odżywczych.

W ekosystemach, rzadko wszystkie wymagane składniki odżywcze będą wykorzystywane w tym samym tempie. Kiedy jeden składnik odżywczy jest wykorzystywany przed innymi składnikami odżywczymi, nazywany jest ograniczającym składnikiem odżywczym. Ograniczające składniki odżywcze uniemożliwiają wzrost przy ich braku. Po powrocie do środowiska, w którym ich brakuje, ograniczające składniki odżywcze uruchamiają produktywność, która trwa do momentu, gdy ograniczający składnik odżywczy zostanie ponownie wyczerpany. Fosfor jest ograniczającym składnikiem odżywczym w wielu ekosystemach lądowych i wodnych. Produktywność pierwotnych producentów na tych obszarach jest ograniczona, trzymana w ryzach, przez ilość dostępnego fosforu, który jest tak ważny dla życia. Z tego powodu fosfor jest głównym składnikiem nawozów i środków spożywczych stosowanych w rolnictwie i gospodarstwach domowych. Dodatek fosforu, który normalnie jest w ograniczonej ilości, pozwala na maksymalny wzrost roślin.

Normalnie, ponieważ dostępność fosforu jest ograniczona w cyklu fosforowym, wzrost roślin w jeziorach jest również ograniczony. Głównym problemem związanym ze stosowaniem fosforu w nawozach jest proces sztucznej eutrofizacji. Eutrofizacja to duży wzrost pierwotnej produktywności jeziora. Eutrofizacja może być szkodliwa dla naturalnej równowagi w jeziorze i prowadzić do masowej śmierci ryb i innych zwierząt, ponieważ w wodzie ubywa rozpuszczonego tlenu. Ponieważ wzrost glonów i roślin wodnych nie jest kontrolowany, jezioro powoli stagnuje, stając się zanieczyszczone. Sztuczna eutrofizacja może wystąpić, gdy spływające wody deszczowe z nawozów rolniczych, które są stosowane w nadmiarze, docierają do jezior. Inną ludzką przyczyną sztucznej eutrofizacji są spływy z kopalni. Wydobycie na obszarach, gdzie skały są bogate w minerały fosforowe, może powodować powstawanie pyłu, który jest przenoszony przez wiatr do pobliskich systemów wodnych. Podobnie, woda deszczowa może spłukiwać z obszarów górniczych do pobliskich jezior. Trzecią przyczyną sztucznej eutrofizacji jest wprowadzanie fosforu do jezior o ograniczonej ilości fosforu przez produkowane przez człowieka detergenty do prania. W przeszłości wiele detergentów zawierało fosfor. Ścieki z gospodarstw domowych trafiały w końcu do jezior, gdzie następował masowy rozrost roślin, psując naturalną równowagę. Obecnie osiągnięto znaczny postęp w produkcji detergentów nie zawierających fosforanów, które nie powodują sztucznej eutrofizacji i zachowują normalny obieg fosforu. Geologiczne wypiętrzenie tłumaczy obecność skał fosforanowych (u góry po lewej). Ilustracja autorstwa Hansa & Cassidy. Dzięki uprzejmości Gale Group.

.