Măsura cât de repede și în ce măsură lumina solară este transformată în materie organică de către plante în timpul fotosintezei se numește productivitate primară. Unele ecosisteme au o productivitate primară ridicată, în timp ce altele au o productivitate foarte scăzută. De exemplu, oceanul este cel mai productiv ecosistem din lume datorită suprafeței sale uriașe. Algele oceanice creează o nouă biomasă vegetală, sau greutate de material viu, pe o scară foarte mare. Cu toate acestea, productivitatea primară a plantelor nu depinde pur și simplu doar de disponibilitatea luminii solare. În plus față de apă, sunt necesari și alți nutrienți anorganici vitali pentru creștere și pentru o productivitate primară optimă. Fosforul este unul dintre acești nutrienți.

În ecosisteme, rareori toți nutrienții necesari vor fi consumați în același ritm. Atunci când un nutrient este utilizat înaintea altor nutrienți, acesta se numește nutrient limitativ. Nutrienții limitativi împiedică creșterea prin absența lor. Atunci când sunt reintroduși în mediul lipsit, nutrienții limitativi relansează productivitatea, care continuă până când nutrientul limitativ este din nou epuizat. Fosforul este un nutrient limitativ în multe ecosisteme terestre și acvatice. Productivitatea producătorilor primari din aceste zone este limitată, ținută în frâu, de cantitatea de fosfor disponibilă, care este atât de vitală pentru viață. Acesta este motivul pentru care fosforul este o componentă principală a alimentelor și a îngrășămintelor pentru plante agricole și de uz casnic. Adăugarea de fosfor, care în mod normal este limitat, permite o creștere maximă a plantelor.

În mod normal, deoarece disponibilitatea fosforului este limitată în ciclul fosforului, creșterea plantelor în lacuri este, de asemenea, limitată. O problemă majoră legată de utilizarea fosforului în îngrășăminte este procesul de eutrofizare artificială. Eutrofizarea reprezintă o creștere mare a productivității primare a unui lac. Eutrofizarea poate fi dăunătoare pentru echilibrul natural al unui lac și poate duce la moartea masivă a peștilor și a altor animale, deoarece nivelurile de oxigen dizolvat din apă sunt epuizate. Pe măsură ce creșterea algelor și a plantelor acvatice rămâne necontrolată, lacul stagnează încet, devenind murdar. Eutrofizarea artificială poate apărea atunci când apa de ploaie care se scurge de la îngrășămintele agricole folosite în exces ajunge în lacuri. O altă cauză umană de eutrofizare artificială este scurgerea de la mine. Exploatarea minieră în zonele în care rocile sunt bogate în minerale de fosfor poate crea praf care este suflat de vânt în sistemele de apă din apropiere. În mod similar, apa de ploaie poate ajunge din zonele miniere în lacurile din apropiere. O a treia cauză de eutrofizare artificială este introducerea fosforului în lacurile cu conținut limitat de fosfor de către detergenții artificiali de rufe. În trecut, mulți detergenți conțineau fosfor. Efluenții menajeri ajungeau în cele din urmă în lacuri, unde se producea o creștere masivă a plantelor, stricând echilibrul natural existent. În prezent, s-au făcut progrese considerabile în producerea de detergenți fără fosfați, care nu provoacă eutrofizare artificială și păstrează ciclul normal al fosforului.Ciclul fosforului. Ridicarea geologică explică prezența rocilor fosfatice (stânga sus). Ilustrație realizată de Hans & Cassidy. Prin amabilitatea Gale Group.

.