Существует несколько способов косвенного определения первичной продуктивности. Один из них — способ светлых и темных склянок (Gaarder and Gran, 1927), в соответствии с которым идентичные пробы воды из природного водоема отбирают в две склянки — прозрачную и непрозрачную. Определяют содержание растворенного кислорода (РК) в исходной воде, затем каждую склянку опускают на определенную глубину в водоем, из которого брали пробы, или в емкость, в которой имитируются природные условия. Продолжительность опыта в течение светового дня может составлять до нескольких часов, после чего снова определяют РК. В прозрачной (светлой) склянке он должен быть выше, чем в исходной воде, в результате фотосинтетической активности (при условии, что склянки находились выше слоя компенсационной глубины), в то время как в непрозрачной (темной) склянке РК должен понизиться в результате дыхания организмов, присутствующих в пробе. Количество кислорода, поглощенного в темной склянке, прибавляют к количеству кислорода, выделившегося в светлой склянке, и получают показатель общей первичной продуктивности. Теоретическое количество углерода, связанного в период опыта, можно получить из уравнения (1).
Многие исследователи считают метод светлых и темных склянок слишком приблизительным, поэтому были разработаны другие способы. Один из них заключается в определении первичной продуктивности путем измерения скорости связывания углерода. Метод определения первичной продуктивности по углероду-14 (14С) представляет собой модификацию метода светлых и темных склянок, за исключением того, что вместо количества образовавшегося или поглощенного растворенного кислорода определяют количество связанного в период опыта радиоактивного углерода в пробе воды. Количество поглощенных радиоизотопов обычно определяют с помощью жидкостного сцинциляционного счетчика. Этот способ разработан Стиманом Нильсеном (1951) и модифицирован другими исследователями, которые вычислили поправочные коэффициенты на различные условия видимого поглощения углерода. Например, было установлено, что 12С поглощается растениями медленнее, чем 14С (Steemann Nielsen, 1952), следовательно при вычислении общего количества фиксированного углерода необходим поправочный коэффициент. Во многих случаях для определения продукции фотосинтеза по углероду-14 применяется формула, предложенная Саундерсом с сотрудниками (Saunders et al., 1962).