Måttet på hur snabbt och i vilken utsträckning solljuset omvandlas till organiskt material av växter under fotosyntesen kallas primär produktivitet. Vissa ekosystem har hög primärproduktivitet medan andra har mycket låg produktivitet. Havet är till exempel världens mest produktiva ekosystem på grund av dess enorma yta. Havets alger skapar ny växtbiomassa, eller vikt av levande material, i stor skala. Växternas primära produktivitet är dock inte enbart beroende av tillgången på solljus. Förutom vatten krävs andra viktiga oorganiska näringsämnen för tillväxt och optimal primärproduktivitet. Fosfor är ett sådant näringsämne.

I ekosystem förbrukas sällan alla nödvändiga näringsämnen i samma takt. När ett näringsämne används före andra näringsämnen kallas det ett begränsande näringsämne. Begränsande näringsämnen förhindrar tillväxt med sin frånvaro. När begränsande näringsämnen återförs till den miljö som saknar dem sätter de igång produktiviteten, som fortsätter tills det begränsande näringsämnet återigen är uttömt. Fosfor är ett begränsande näringsämne i många mark- och vattenekosystem. Produktiviteten hos primärproducenterna i dessa områden begränsas, hålls i schack, av mängden tillgänglig fosfor som är så viktig för livet. Detta faktum är anledningen till att fosfor är en huvudkomponent i jordbrukets och hushållens växtnäring och gödselmedel. Tillägget av fosfor, som normalt finns i begränsad mängd, möjliggör maximal växttillväxt.

Normalt sett är växttillväxten i sjöar också begränsad eftersom fosfortillgången är begränsad i fosforcykeln. Ett stort problem med användningen av fosfor i gödselmedel är processen med artificiell eutrofiering. Eutrofiering är en stor ökning av den primära produktiviteten i en sjö. Eutrofiering kan vara skadligt för den naturliga balansen i en sjö och resultera i massiv död av fisk och andra djur när det lösta syret försvinner från vattnet. När tillväxten av alger och vattenväxter går okontrollerad stagnerar sjön långsamt och blir nedsmutsad. Konstgjord eutrofiering kan uppstå när avrinnande regnvatten från jordbruksgödsel som används i överskott når sjöar. En annan mänsklig orsak till artificiell eutrofiering är avrinning från gruvor. Gruvdrift i områden där berggrunden är rik på fosformineraler kan ge upphov till damm som blåser med vinden till närliggande vattensystem. På samma sätt kan regnvatten sköljas från gruvområden till närliggande sjöar. En tredje orsak till artificiell eutrofiering är att fosfor förs in i fosforbegränsade sjöar med hjälp av konstgjorda tvättmedel. Många tvättmedel innehöll tidigare fosfor. Avloppsvatten från hushållen hamnade så småningom i sjöar där det uppstod en massiv växtlighet som förstörde den naturliga balansen. I dag har stora framsteg gjorts när det gäller att tillverka fosfatfria tvättmedel som inte orsakar konstgjord övergödning och som bevarar det normala kretsloppet av fosfor.Fosforcykeln. Geologisk upphöjning förklarar förekomsten av fosfatstenar (uppe till vänster). Illustration av Hans & Cassidy. Med tillstånd av Gale Group.