Cultivos Tropicales Vol. 47, No. 1, enero-marzo 2026, ISSN: 1819-4087
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Artículo original

Efecto bioestimulante de la espirulina (Arthrospira platensis) sobre el desarrollo inicial vegetativo de plántulas de arroz (Oryza sativa)

 

iDÁngel Gabriel Castillo-Riofrío1Universidad Estatal de Milagro. Cdla. Universitaria “Dr. Rómulo Minchala Murillo” - km. 11/2 vía Milagro - Virgen de Fátima; Milagro, Guayas, Ecuador. 091703. *✉:acastillor2@unemi.edu.ec

iDAlberto Gabriel González Rodríguez1Universidad Estatal de Milagro. Cdla. Universitaria “Dr. Rómulo Minchala Murillo” - km. 11/2 vía Milagro - Virgen de Fátima; Milagro, Guayas, Ecuador. 091703.

iDJosé Humberto Vera Rodríguez2Universidad Agraria del Ecuador UAE. Vía Puerto Marítimo - Avenida 25 de Julio y Pío Jaramillo (Campus principal) Guayaquil, Guayas, Ecuador, 091307.

iDRocío Maribel Yagual De La Cruz3Universidad Estatal Península de Santa Elena. Avenida principal La Libertad - Santa Elena, La Libertad, Ecuador, 240207.


1Universidad Estatal de Milagro. Cdla. Universitaria “Dr. Rómulo Minchala Murillo” - km. 11/2 vía Milagro - Virgen de Fátima; Milagro, Guayas, Ecuador. 091703.

2Universidad Agraria del Ecuador UAE. Vía Puerto Marítimo - Avenida 25 de Julio y Pío Jaramillo (Campus principal) Guayaquil, Guayas, Ecuador, 091307.

3Universidad Estatal Península de Santa Elena. Avenida principal La Libertad - Santa Elena, La Libertad, Ecuador, 240207.

 

*Autor para correspondencia: acastillor2@unemi.edu.ec

Resumen

El presente estudio evaluó el efecto bioestimulante de la espirulina (Arthrospira platensis) en el desarrollo temprano de plántulas de arroz (Oryza sativa), bajo un diseño completamente al azar con cinco tratamientos: T1 (100 %), T2 (75 %), T3 (50 %), T4 (25 %) y T5 (control, 0 %). Las semillas fueron sembradas en macetas para que rompan su dormancia, recibiendo aplicaciones de espirulina en los días 0, 5, 10 y 15 días posterior a la siembra. Se evaluó la tasa de germinación, longitud radicular, altura, índice de vigor IV, biomasa fresca y seca. Los resultados mostraron que la espirulina favoreció significativamente la germinación (≥93 %), con el máximo en T1 (97 %). El desarrollo radicular alcanzó 16 cm en T1 frente a 9 cm en el control. La altura fue mayor en T1 y T2 (20 y 19 cm respectivamente), al igual que el índice de vigor IV, destacando T1 (3492,00). En biomasa, T1 presentó los valores más altos (fresca: 6,57 g; seca: 2,70 g), superando al control (3,85 g y 1,42 g). La materia seca se mantuvo estable en tratamientos con espirulina (≈41 %), superior al control (36,90 %). Concluyendo que A. platensis es un bioestimulante eficaz, con efectos dosis-dependientes, recomendada su aplicación en etapas tempranos de desarrollo para establecer el umbral óptimo de su uso.

Palabras clave: 
biomasa, cianobacteria, desarrollo, germinación

Recibido: 08/8/2025; Aceptado: 03/11/2025

Conflicto de intereses: Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Contribución de autores: Conceptualización: José Humberto Vera Rodríguez, Ángel Gabriel Castillo-Riofrío. Investigación: Ángel Gabriel Castillo-Riofrío, Alberto Gabriel González Rodríguez, Supervisión: José Humberto Vera Rodríguez. Escritura del borrador: Alberto Gabriel González Rodríguez. Escritura revisión y edición: Rocío Maribel Yagual De La Cruz. Curación de datos: Rocío Maribel Yagual De La Cruz.

CONTENIDO

Introducción

 

La producción de arroz (Oryza sativa) es fundamental para garantizar la seguridad alimentaria a nivel global, ya que constituye uno de los principales cultivos básicos en la dieta de millones de personas en el mundo (11. Minello LVP, Kuntzler SG, Lamb TI, Neves C de O, Berghahn E, da Paschoa RP, et al. Rice plants treated with biochar derived from Spirulina (Arthrospira platensis) optimize resource allocation towards seed production. Front Plant Sci [Internet]. 2024;15:1422935. Available from: https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1422935 ). Sin embargo, la creciente presión de factores ambientales, como la degradación de los suelos agrícolas, el cambio climático y el uso excesivo de fertilizantes químicos, ha generado la necesidad de buscar alternativas sostenibles que promuevan el crecimiento y desarrollo de los cultivos de manera amigable con el medio ambiente (22. Arahou F, Lijassi I, Wahby A, Rhazi L, Arahou M, Wahby I. Spirulina-based biostimulants for sustainable agriculture: Yield improvement and market trends. BioEnergy Res [Internet]. 2023;16(3):1401-16. Available from: https://doi.org/10.1007/s12155-022-10537-8 ).

En este contexto, los bioestimulantes han emergido como una herramienta innovadora y prometedora para mejorar el desempeño fisiológico de las plantas. Los bioestimulantes son sustancias o microorganismos que, al ser aplicados en las plantas, estimulan procesos naturales, mejorando su eficiencia en el uso de nutrientes, la tolerancia a estrés abiótico y la calidad del cultivo (33. Godlewska K, Michalak I, Pacyga P, Baśladyńska S, Chojnacka K. Potential applications of cyanobacteria: Spirulina platensis filtrates and homogenates in agriculture. World J Microbiol Biotechnol [Internet]. 2019;35(6):80. Available from: https://doi.org/10.1007/s11274-019-2653-6 ). Dentro de esta categoría, la espirulina (Arthrospira platensis), una cianobacteria ampliamente conocida por su alto contenido de nutrientes, ha captado la atención por su potencial bioestimulante en la agricultura (44. El-Shazoly RM, Aloufi AS, Fawzy MA. The potential use of arthrospira (Spirulina platensis) as a biostimulant for drought tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) for sustainable agriculture. J Plant Growth Regul [Internet]. 2025;44(2):686-703. Available from: https://doi.org/10.1007/s00344-024-11473-x ).

La espirulina es rica en proteínas, aminoácidos esenciales, vitaminas, minerales y compuestos bioactivos como ficocianina y ácidos grasos esenciales, que pueden favorecer el crecimiento de las plantas (55. Ali S, Yu J, Qu Y, Wang T, He M, Wang C. Potential Use of Microalgae Isolated from the Natural Environment as Biofertilizers for the Growth and Development of Pak Choi (Brassica rapa subsp. chinensis). Agriculture [Internet]. 2025;15(8):863. Available from: https://doi.org/10.3390/agriculture15080863 ). Según investigaciones recientes, la aplicación de espirulina en cultivos agrícolas ha demostrado efectos positivos, como el incremento de la biomasa (66. Bauenova MO, Sarsekeyeva FK, Sadvakasova AK, Kossalbayev BD, Mammadov R, Token AI, et al. Assessing the efficacy of cyanobacterial strains as Oryza sativa growth biostimulants in saline environments. Plants [Internet]. 2024;13(17):2504. Available from: https://doi.org/10.3390/plants13172504 ), la mejora del desarrollo radicular y la resistencia al estrés abiótico (77. Refaay DA, El-Marzoki EM, Abdel-Hamid MI, Haroun SA. Effect of foliar application with Chlorella vulgaris, Tetradesmus dimorphus, and Arthrospira platensis as biostimulants for common bean. J Appl Phycol [Internet]. 2021;33(6):3807-15. Available from: https://doi.org/10.1007/s10811-021-02584-z ). Estos efectos están relacionados con su capacidad para estimular rutas metabólicas fundamentales en las plantas (88. Arahou F, Hassikou R, Arahou M, Rhazi L, Wahby I. Influence of culture conditions on Arthrospira platensis growth and valorization of biomass as input for sustainable agriculture. Aquac Int [Internet]. 2021;29(5):2009-20. Available from: https://doi.org/10.1007/s10499-021-00730-5 ).

Durante el desarrollo inicial del cultivo, el arroz depende de un adecuado desarrollo de raíces y hojas para garantizar una eficiente absorción de agua y nutrientes, así como una adecuada fotosíntesis (99. Llerena-Ramos LT, Rodríguez-Rodríguez S, Reyes-Pérez JJ, López-Álvarez S, Jiménez-Pizarro M, Espinosa-Palomeque B. Microorganismos benéficos y compost líquido enriquecido con silicio: Alternativas para la producción agroecológica del cultivo de arroz. Terra Latinoam [Internet]. 2025;43. Available from: https://doi.org/10.28940/terra.v43i.2108 ). Por ello, explorar el uso de espirulina como bioestimulante representa una oportunidad para optimizar el crecimiento inicial del arroz, reduciendo la dependencia de productos químicos y fomentando prácticas agrícolas sostenibles. El presente estudio se enfoca en evaluar el efecto bioestimulante de la espirulina sobre la fase vegetativa del cultivo de arroz, etapa plántula (18 días), una de las etapas fenológicas crítica para el establecimiento del cultivo.

Materiales y Métodos

 

Ubicación y Duración del Ensayo

 

El desarrollo del estudio se llevó a cabo en los exteriores del laboratorio de Biotecnología de la Facultad Ciencias e Ingenierías de la Universidad Estatal de Milagro (UNEMI), ubicada en el Km 1,5 vía Milagro - Virgen de Fátima, del cantón Milagro, Ecuador dentro de las coordenadas 2°08'26.1"S 79°35'36.4"W. El estudio tuvo una duración de 18 días.

Manejo del Ensayo

 

El experimento se realizó utilizando semillas hibridas de arroz del cultivar SFL-11, lote 387711 marca AGRIPAC®, sus características se describen en la tabla 1. Las semillas fueron sometidas a un proceso de pregerminado sumergidas en agua durante 48 horas para que rompan su dormancia y uniformizar la germinación y, posteriormente, sembradas a profundidad de 2,50 cm en macetas plásticas individuales con dimensiones (25 x 35 cm) de 2 Kg de capacidad, las mismas que fueron llenadas con suelo de sembrado libre de hojarasca y previamente humedecida con agua. Se utilizó espirulina liquida producida en los laboratorios de (UNEMI) a una concentración de 1 g L-1. Las soluciones de los tratamientos se aplicaron con frecuencia de 0, 5, 10 y 15 días después de la siembra (DDS) y las variables evaluadas hasta los 18 (DDS).

Tabla 1.  Características de la semilla hibridas de arroz SFL-11 AGRIPAC®.
Rendimiento en riego 7 (t ha)
Rendimiento en secano 6 (t ha)
Vigor Moderadamente alto
Macollamiento Alto
Ciclo vegetativo 120 (días)
Tipo de grano 7,5 mm
Índice de pilado 69 %
Desgrane Intermedio
Contenido de amilosa 30,5 %
Latencia de semillas 6 semanas
Tolerante Quemazón (Pyricularia oryzae); Manchado de grano; Sarocladium oryzae; Hoja blanca; Rhizoctonia solani
Moderadamente susceptible Acame. Pero bajo condiciones de manejo recomendadas no presenta problemas de acame

Diseño Experimental

 

El estudio se basó bajo un diseño completamente al azar (DCA). Se establecieron cinco tratamientos correspondientes a distintas concentraciones de A. platensis v/v agua: T1 (100 %), T2 (75 %), T3 (50 %), T4 (25 %) y T5 control (solo agua). Cada tratamiento contó con 10 repeticiones estableciendo un total de 50 unidades experimentales. A cada bandeja se sembraron tres semillas de arroz en un mismo hoyo, siendo consideradas como unidad experimental.

Variables evaluadas

 

Al día 18 después de la siembra se evaluaron las siguientes variables tomado en consideración las sugerencias de algunos autores (1010. Santoya Castro YO, González Gómez LG, Jiménez Arteaga MC, Paz Martínez I, Falcón Rodríguez A. Efecto del Quitomax sobre las principales variables asociadas al rendimiento en el cultivo del arroz Variedad IACUBA 41. CCT [Internet]. 2024 Dec. 1 [cited 2025 Nov. 23];2(2). Available from: https://cct-uleam.info/index.php/chone-ciencia-y-tecnologia/article/view/111 , 1111. Peroza Sierra J, Peña-Murillo F, Perez Cordero C, López Mendoza J, Hernández Guzmán L. Efectos de seis sistemas de labranza en el cultivo de arroz (Oryza sativa L.) en el valle del Sinú en Colombia. Temas Agrarios [Internet]. 2024 [citado 23 Nov 2025];29(1):31. Available from: https://revistas.unicordoba.edu.co/index.php/temasagrarios/issue/view/259/64 ).

Porcentaje de Germinación (%)

 

Esta variable permitió cuantificar la eficiencia germinativa de las semillas bajo los diferentes tratamientos. se determinó mediante la siguiente expresión:

%   G e r m i n a c i ó n = N o .     S e m i l l a s   G e r m i n a d a s N o . T o t a l   d e   S e m i l l a s   S e m b r a d a s   p o r   U . E . × 100
 

Longitud radicular (cm)

 

Se midió con una regla metálica graduada, desde el inicio del mesocotilo hasta el extremo distal de la raíz principal. Para evaluar este parámetro se extrajo con mucho cuidado la planta sin romper las raíces, se lavaron cuidadosamente las raíces con agua para retirar el sustrato y luego para absorber el exceso de humedad se utilizó papel absorbente.

Altura de la Plántula (cm)

 

Se midió desde la base del tallo hasta el ápice de la hoja más desarrollada, empleando una regla metálica graduada.

Índice de Vigor (IV)

 

Se obtuvo una vez calculado el promedio de longitud por tratamiento, el valor obtenido, fue multiplicado por el porcentaje de germinación correspondiente mediante la fórmula:

I V = G e r m i n a c i ó n % × L o n g i t u d   d e   l a   p l á n t u l a c m .
 

Biomasa fresca, biomasa seca y biomasa total

 

La biomasa fresca se obtuvo al pesar las plántulas completas correspondiente a cada tratamiento mediante el uso de una balanza analítica de precisión Bektron BK-JNB100001. Posteriormente, las muestras se secaron en una mufla a 70 °C durante 8 horas a temperatura constante para eliminar su contenido de agua, con lo cual se determinó la biomasa seca. El porcentaje de materia seca se calculó para conocer el contenido sólido, según la relación:

%   M a t e r i a   S e c a = B i o m a s a   S e c a B i o m a s a   F r e s c a × 100
 

Análisis estadístico

 

Para el análisis de los datos, se utilizó un análisis de varianza simple (ANOVA), lo que permitió determinar la existencia de diferencias significativas entre los tratamientos. En variables donde se detectaron diferencias, se aplicó la prueba de Duncan con un nivel de significancia de p≤0,05. Este análisis estadístico fue realizado utilizando el software InfoStat, versión 2020.

Resultados

 

Porcentaje de Germinación

 

En la Figura 1 se presentan los resultados del porcentaje de germinación de las semillas de arroz bajo cinco tratamientos con concentraciones diferentes de A. platensis para evaluar su efecto bioestimulante (T1, T2, T3, T4) y un (T5) como control.

Concentración A. platensis v/v T1 (100 %), T2 (75 %), T3 (50 %), T4 (25 %) y T5 control (agua); E.E. error estándar; D.E. desviación estándar; a, b, c, d letras diferentes indican diferencias significativas estadísticamente
Figura 1.  Porcentaje de germinación de las semillas de arroz

El tratamiento (T1) con la mayor concentración de A. platensis (100 % v/v) alcanzó el valor más alto de germinación (97%). Estos resultados indican que el efecto de la cianobacteria es dosis-dependiente, favoreciendo la viabilidad y el vigor germinativo de las semillas a concentraciones más elevadas con respecto al resto de tratamientos y ratificado con el tratamiento control.

Largo Radicular

 

La Figura 2 presenta los resultados de la longitud promedio de plántulas de arroz en (cm) bajo cuatro tratamientos con concentraciones diferentes de A. platensis como bioestimulante (T1, T2, T3, T4) y un (T5) como control, evaluada a los 18 días después de la siembra.

Concentración A. platensis v/v T1 (100 %), T2 (75 %), T3 (50 %), T4 (25 %) y T5 control (agua); E.E. error estándar; D.E. desviación estándar; a, b, c, d letras diferentes indican diferencias significativas estadísticamente
Figura 2.  Resultados de la variable largo de la raíz

El tratamiento T1 (100 % espirulina) registró la mayor longitud radicular promedio (16 cm). En contraste, los tratamientos con menores dosis (T4: 25 %) y el control (T5: agua) mostraron longitudes significativamente inferiores (10 y 9 cm respectivamente). El análisis estadístico mediante la prueba de Duncan confirmó diferencias significativas (p < 0,05) entre los tratamientos con mayores concentraciones de espirulina a diferencia del control, lo que respalda la hipótesis del efecto bioestimulante del extracto sobre el crecimiento radicular.

Altura de la Planta

 

La Figura 3 presenta los resultados de la altura promedio de plántulas de arroz en (cm) bajo cinco tratamientos con concentraciones diferentes de A. platensis v/v como bioestimulante (T1, T2, T3, T4) y T5 (control) al evaluarse durante el día 18 DDS.

Concentración A. platensis v/v T1 (100 %), T2 (75 %), T3 (50 %), T4 (25 %) y T5 control (agua); E.E. error estándar; D.E. desviación estándar; a, b, c, d letras diferentes indican diferencias significativas estadísticamente
Figura 3.  Resultados de la variable altura de la plántula

Los tratamientos con mayor concentración de A. platensis (T1 y T2) lograron las mayores alturas promedio de plántula, con 20 y 19 cm respectivamente, formando un grupo estadístico diferenciado en la prueba de Duncan versus el tratamiento control. Por otro lado, los tratamientos con menor concentración (T3 y T4) presentaron alturas intermedias, mientras que el grupo control (T5) obtuvo la menor altura promedio (12 cm), lo que confirma la baja capacidad de crecimiento del arroz en ausencia de A. platensis.

Índice de Vigor (IV)

 

La tabla 2 presenta los resultados del (IV) de plántulas de arroz bajo cinco tratamientos con concentraciones diferentes de A. platensis como bioestimulante v/v (T1, T2, T3, T4) y un (T5) como control.

Tabla 2.  Resultados obtenidos para la variable Índice de Vigor (IV)
Tratamientos Índice de Vigor (IV)
T1 3492,00
T2 3152,80
T3 2687,10
T4 2317,50
T5 1920,60

Concentración A. platensis v/v T1 (100 %), T2 (75 %), T3 (50 %), T4 (25 %) y T5 control (agua)

El tratamiento T1 (100 %) presentó el mayor valor de (IV) con (3492,00), lo que sugiere que la aplicación completa del bioestimulante permitió un crecimiento más acelerado y vigoroso de las plántulas de arroz.

Biomasa fresca, biomasa seca y materia seca

 

La Tabla 3 presenta los resultados de las variables biomasa fresca en gramos (g), biomasa seca (g) y materia seca (%) de plántulas de arroz bajo cinco tratamientos con concentraciones diferentes de A. platensis como bioestimulante (T1, T2, T3, T4) y un (T5) como control.

Tabla 3.  Resultados obtenidos de biomasa fresca, biomasa seca y materia seca
Tratamientos Biomasa fresca (g) Biomasa seca (g) Materia Seca (%)
T1 6,57 2,70 41,10
T2 6,29 2,60 41,30
T3 5,39 2,22 41,20
T4 4,82 1,84 38,20
T5 3,85 1,42 36,90

Concentración A. platensis v/v T1 (100 %), T2 (75 %), T3 (50 %), T4 (25 %) y T5 control (agua)

Se observa que el tratamiento con la mayor concentración de espirulina (T1 100 %) presentó la biomasa fresca más alta (6,57 g). En cuanto a la biomasa seca, se observó una tendencia similar a la de la biomasa fresca. El tratamiento T1 alcanzó el valor más alto (2,70 g), seguido por T2 (2,60 g) y T3 (2,22 g). En términos de porcentaje de materia seca, los tratamientos T1, T2 y T3 mantuvieron valores relativamente constantes (41,10 - 41,30 %).

Discusión

 

Algunos autores sugieren que existen factores ambientales o intrínsecos que pueden influir en la capacidad germinativa de la semilla de arroz (1212. Prasetyo T, Setiani C, Wulanjari ME. Cost efficiency and farmers’ profit in using certified rice seeds and non-certified rice seeds in rainfed rice field. In: E3S Web of Conferences [Internet]. EDP Sciences; 2022. p. 2027. Available from: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202236102027 ). El incremento observado en la germinación puede atribuirse a la presencia de compuestos bioactivos en la biomasa de A. platensis; resultados similares reportaron una mejora significativa en la germinación de cultivos como trigo y tomate tras la aplicación de extractos de espirulina, atribuyéndolo al efecto sinérgico de estos compuestos sobre la activación enzimática y la síntesis proteica durante la fase de imbibición (1313. Elnajar M, Eltanahy E, Abdelmoteleb M, Aldesuquy H. Enhancing drought resistance in wheat (Triticum aestivum L.) seedlings by aqueous extract of Spirulina platensis. Mansoura J Biol [Internet]. 2023;65(4):24-34. Available from: https://doi.org/10.21608/mjb.2023.449564 , 1414. Mostafa MM, Hammad DM, Reda MM, El-Sayed AE-KB. Water extracts of Spirulina platensis and Chlorella vulgaris enhance tomato (Solanum lycopersicum L.) tolerance against saline water irrigation. Biomass Convers Biorefinery [Internet]. 2024;14(17):21181-91. Available from: https://doi.org/10.1007/s13399-023-04460-x ).

El aumento de la longitud de raíz en respuesta a mayor concentraciones de espirulina v/v (100, 75 y T3 %) concuerda con lo publicado, en donde se atribuye que este efecto es dado gracias a la presencia de compuestos bioactivos en las microalgas, los cuales favorecen la elongación celular y la diferenciación de tejidos radiculares (1515. Yousfi S, Marín J, Parra L, Lloret J, Mauri P V. A rhizogenic biostimulant effect on soil fertility and roots growth of turfgrass. Agronomy [Internet]. 2021;11(3):573. Available from: https://doi.org/10.3390/agronomy11030573 ).

Estudios respaldan los beneficios del uso de espirulina por su alto contenido de compuestos metabólicos, reportando incrementos significativos en la biomasa aérea y radicular en cultivos tratados con extractos de esta microalga (1616. Shedeed ZA, Gheda S, Elsanadily S, Alharbi K, Osman MEH. Spirulina platensis biofertilization for enhancing growth, photosynthetic capacity and yield of Lupinus luteus. Agriculture [Internet]. 2022;12(6):781. Available from: https://doi.org/10.3390/agriculture12060781 ). De manera similar, se ha observado que la aplicación de bioproductos derivados de microalgas mejora el metabolismo fotosintético y la asimilación de nutrientes, lo que se traduce en un crecimiento más vigoroso de la planta (77. Refaay DA, El-Marzoki EM, Abdel-Hamid MI, Haroun SA. Effect of foliar application with Chlorella vulgaris, Tetradesmus dimorphus, and Arthrospira platensis as biostimulants for common bean. J Appl Phycol [Internet]. 2021;33(6):3807-15. Available from: https://doi.org/10.1007/s10811-021-02584-z ).

Estudios previos en cultivo de tomate se ha demostrado que la presencia de microalgas como biofertilizantes puede mejorar la tasa de germinación, aumentar la actividad enzimática y optimizar la absorción de nutrientes esenciales, favoreciendo así un mayor vigor en las etapas tempranas del cultivo (1717. Pratiwi IW, Rahmawati FA, Samtani K, Atuilah N, Hidayatullah RA, Alfiah NA, et al. Vigor Enhancement of tomato (Solanum lycopersicum) using Spirulina platensis as seed priming Agent. Biota J Ilm Ilmu-Ilmu Hayati [Internet]. 2025;148-60. Available from: https://doi.org/10.24002/biota.v10i2.10220 ).

A. platensis no solo incrementa la retención de agua en los tejidos, sino que también estimula la acumulación de materia estructural. Este efecto podría estar relacionado con la capacidad de la microalga para inducir la síntesis de proteínas, carbohidratos y metabolitos secundarios asociados al crecimiento (1818. Gharib FAEL, Osama K, Sattar AMA El, Ahmed EZ. Impact of Chlorella vulgaris, Nannochloropsis salina, and Arthrospira platensis as bio-stimulants on common bean plant growth, yield and antioxidant capacity. Sci Rep [Internet]. 2024;14(1):1398. Available from: https://doi.org/10.1038/s41598-023-50040-4 ). Reportes han demostrado que la aplicación de extractos de microalgas en cultivos de guisantes incrementó significativamente la producción de biomasa y la eficiencia fotosintética, al mejorar la actividad enzimática y la captación de nutrientes (1919. Ismaiel SAR, Khedr FG, Metwally AG, Soror AFS. Effect of biostimulants on soil characteristics, plant growth and yield of Pea (Pisum sativum L.) under field conditions. Plant Sci Today [Internet]. 2022;9:650-7. Available from: https://doi.org/10.14719/pst.1748 ), así como que al mejorar el desarrollo de plántulas de maíz en su etapa inicial con el uso de espirulina (2020. Jeres-Caguana GA, Quiñonez-Portocarrero DK, Macías-Rojas HA, Vera-Rodriguez JH, Lucas-Vidal LR. Efecto bioestimulante de algas (Arthrospira platensis y Durvillaea antarctica) sobre el desarrollo de plantas de maíz durante la etapa vegetativa V3. Hombre, Cienc y Tecnol [Internet]. 2025;29(2):100-10. Available from: http://hct.cigetgtmo.co.cu/revistahct/index.php/htc/article/view/1511 ), y esto se debe a su gran contenido de compuestos bioactivos que la hacen beneficiosa en el campo biotecnológico para el uso en la agricultura (2121. Palacios-Mayorga AS, Humberto JHJ, Michelle CMC, Mariuxi SMS, David JDJ. Aislamiento, caracterización y producción de Arthrospira platensis. Multidiscip Collab J [Internet]. 2025;3(2):13-23. Available from: https://doi.org/10.70881/mcj/v3/n2/49 ).

Otro autor indica que la A. platensis favorece la germinación de semillas de arroz por su alta concentración de proteínas, fenoles y flavonoides lo que influye significativamente sobre el estado fisiológico de las semillas (2222. Gutierrez Almeida A, Núñez Vázquez M de la C, Reyes Guerrero Y, Pérez Domínguez G, Martínez González L. Caracterización química y evaluación de la actividad biológica de extractos de Spirulina. Cultivos Trop [Internet]. 2025 [citado 23 Nov 2025];46(1):[página(s) faltante(s)]. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362025000100005&lng=es&tlng=es ). El incremento en el rendimiento y la productividad de los cultivos puede ser mejorado con el uso de cianobacterias del género Arthrospira, sus actividades biológicas en procesos fisiológicos como la germinación, el desarrollo del sistema radical y el aumento del rendimiento (2323. Gutierrez Almeida A, Reyes Guerrero Y, Núñez Vázquez M de la C. Métodos para la obtención de extractos de macroalgas y cianobacterias, evaluación de sus actividades biológicas. Cultivos Tropicales [Internet]. 2024 [citado 23 Nov 2025];45(1):[página(s) faltante(s)]. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362024000100008&lng=es&tlng=es ).

Conclusiones

 

La aplicación de A. platensis evidenció un efecto bioestimulante significativo sobre la germinación y el crecimiento temprano de plántulas de arroz (Oryza sativa) del cultivar SFL-11. Todos los tratamientos con espirulina superaron el 93 % de germinación, destacándose el tratamiento T1 (100 %) como el más eficiente para todas las variables evaluadas.

Estos resultados sugieren que los compuestos bioactivos de la espirulina (fitohormonas, aminoácidos y pigmentos) promueven su desarrollo, consolidando su potencial como bioestimulante natural sostenible para optimizar la germinación y productividad del arroz, reduciendo la dependencia de insumos químicos convencionales.

Bibliografía

 

1. Minello LVP, Kuntzler SG, Lamb TI, Neves C de O, Berghahn E, da Paschoa RP, et al. Rice plants treated with biochar derived from Spirulina (Arthrospira platensis) optimize resource allocation towards seed production. Front Plant Sci [Internet]. 2024;15:1422935. Available from: https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1422935

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Cultivos Tropicales Vol. 47, No. 1, enero-marzo 2026, ISSN: 1819-4087
 
Original article

Biostimulant effect of spirulina (Arthrospira platensis) on the initial vegetative development of rice seedlings (Oryza sativa)

 

iDÁngel Gabriel Castillo-Riofrío1Universidad Estatal de Milagro. Cdla. Universitaria “Dr. Rómulo Minchala Murillo” - km. 11/2 vía Milagro - Virgen de Fátima; Milagro, Guayas, Ecuador. 091703. *✉:acastillor2@unemi.edu.ec

iDAlberto Gabriel González Rodríguez1Universidad Estatal de Milagro. Cdla. Universitaria “Dr. Rómulo Minchala Murillo” - km. 11/2 vía Milagro - Virgen de Fátima; Milagro, Guayas, Ecuador. 091703.

iDJosé Humberto Vera Rodríguez2Universidad Agraria del Ecuador UAE. Vía Puerto Marítimo - Avenida 25 de Julio y Pío Jaramillo (Campus principal) Guayaquil, Guayas, Ecuador, 091307.

iDRocío Maribel Yagual De La Cruz3Universidad Estatal Península de Santa Elena. Avenida principal La Libertad - Santa Elena, La Libertad, Ecuador, 240207.


1Universidad Estatal de Milagro. Cdla. Universitaria “Dr. Rómulo Minchala Murillo” - km. 11/2 vía Milagro - Virgen de Fátima; Milagro, Guayas, Ecuador. 091703.

2Universidad Agraria del Ecuador UAE. Vía Puerto Marítimo - Avenida 25 de Julio y Pío Jaramillo (Campus principal) Guayaquil, Guayas, Ecuador, 091307.

3Universidad Estatal Península de Santa Elena. Avenida principal La Libertad - Santa Elena, La Libertad, Ecuador, 240207.

 

*Author for correspondence: acastillor2@unemi.edu.ec

Abstract

The study evaluated the biostimulant effect of spirulina (Arthrospira platensis) on the early development of rice seedlings (Oryza sativa), under a completely randomized design with five treatments: T1 (100 %), T2 (75 %), T3 (50 %), T4 (25 %), and T5 (control, 0 %). The seeds were sown in pots to break dormancy and received applications of spirulina on days 0, 5, 10, and 15 after sowing. Germination rate, root length, height, vigor index IV, and fresh and dry biomass were evaluated. The results showed that spirulina significantly favored germination (≥93 %), with the maximum in T1 (97 %). Root development reached 16 cm in T1 compared to 9 cm in the control. Height was greater in T1 and T2 (20 and 19 cm respectively), as was vigor index IV, with T1 standing out (3492). In terms of biomass, T1 had the highest values (fresh: 6.57 g; dry: 2.7 g), exceeding the control (3.85 g and 1.42 g). Dry matter remained stable in treatments with spirulina (≈41 %), higher than the control (36.9 %). Concluding that A. platensis is an effective biostimulant, with dose-dependent effects, its application is recommended in early stages of development to establish the optimal threshold for its use.

Key words: 
biomass, cyanobacteria, development, germination

Introduction

 

Rice (Oryza sativa) production is fundamental to ensuring global food security, as it constitutes one of the main staple crops in the diet of millions of people worldwide (11. Minello LVP, Kuntzler SG, Lamb TI, Neves C de O, Berghahn E, da Paschoa RP, et al. Rice plants treated with biochar derived from Spirulina (Arthrospira platensis) optimize resource allocation towards seed production. Front Plant Sci [Internet]. 2024;15:1422935. Available from: https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1422935 ). However, increasing pressure from environmental factors, such as agricultural soil degradation, climate change, and the excessive use of chemical fertilizers, has generated the need to seek sustainable alternatives that promote crop growth and development in an environmentally friendly manner (22. Arahou F, Lijassi I, Wahby A, Rhazi L, Arahou M, Wahby I. Spirulina-based biostimulants for sustainable agriculture: Yield improvement and market trends. BioEnergy Res [Internet]. 2023;16(3):1401-16. Available from: https://doi.org/10.1007/s12155-022-10537-8 ).

In this context, biostimulants have emerged as an innovative and promising tool to improve the physiological performance of plants. Biostimulants are substances or microorganisms that, when applied to plants, stimulate natural processes, enhancing nutrient use efficiency, tolerance to abiotic stress, and crop quality (33. Godlewska K, Michalak I, Pacyga P, Baśladyńska S, Chojnacka K. Potential applications of cyanobacteria: Spirulina platensis filtrates and homogenates in agriculture. World J Microbiol Biotechnol [Internet]. 2019;35(6):80. Available from: https://doi.org/10.1007/s11274-019-2653-6 ). Within this category, spirulina (Arthrospira platensis), a cyanobacterium widely recognized for its high nutrient content, has attracted attention for its biostimulant potential in agriculture (44. El-Shazoly RM, Aloufi AS, Fawzy MA. The potential use of arthrospira (Spirulina platensis) as a biostimulant for drought tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) for sustainable agriculture. J Plant Growth Regul [Internet]. 2025;44(2):686-703. Available from: https://doi.org/10.1007/s00344-024-11473-x ).

Spirulina is rich in proteins, essential amino acids, vitamins, minerals, and bioactive compounds such as phycocyanin and essential fatty acids, which may favor plant growth (55. Ali S, Yu J, Qu Y, Wang T, He M, Wang C. Potential Use of Microalgae Isolated from the Natural Environment as Biofertilizers for the Growth and Development of Pak Choi (Brassica rapa subsp. chinensis). Agriculture [Internet]. 2025;15(8):863. Available from: https://doi.org/10.3390/agriculture15080863 ). According to recent research, the application of spirulina in agricultural crops has shown positive effects, such as increased biomass (66. Bauenova MO, Sarsekeyeva FK, Sadvakasova AK, Kossalbayev BD, Mammadov R, Token AI, et al. Assessing the efficacy of cyanobacterial strains as Oryza sativa growth biostimulants in saline environments. Plants [Internet]. 2024;13(17):2504. Available from: https://doi.org/10.3390/plants13172504 ), improved root development, and enhanced resistance to abiotic stress (77. Refaay DA, El-Marzoki EM, Abdel-Hamid MI, Haroun SA. Effect of foliar application with Chlorella vulgaris, Tetradesmus dimorphus, and Arthrospira platensis as biostimulants for common bean. J Appl Phycol [Internet]. 2021;33(6):3807-15. Available from: https://doi.org/10.1007/s10811-021-02584-z ). These effects are related to its ability to stimulate fundamental metabolic pathways in plants (88. Arahou F, Hassikou R, Arahou M, Rhazi L, Wahby I. Influence of culture conditions on Arthrospira platensis growth and valorization of biomass as input for sustainable agriculture. Aquac Int [Internet]. 2021;29(5):2009-20. Available from: https://doi.org/10.1007/s10499-021-00730-5 ).

During the initial development of the crop, rice depends on adequate root and leaf growth to ensure efficient water and nutrient absorption, as well as proper photosynthesis (99. Llerena-Ramos LT, Rodríguez-Rodríguez S, Reyes-Pérez JJ, López-Álvarez S, Jiménez-Pizarro M, Espinosa-Palomeque B. Microorganismos benéficos y compost líquido enriquecido con silicio: Alternativas para la producción agroecológica del cultivo de arroz. Terra Latinoam [Internet]. 2025;43. Available from: https://doi.org/10.28940/terra.v43i.2108 ). Therefore, exploring the use of spirulina as a biostimulant represents an opportunity to optimize the initial growth of rice, reducing dependence on chemical products and fostering sustainable agricultural practices. The present study focuses on evaluating the biostimulant effect of spirulina on the vegetative phase of rice cultivation, seedling stage (18 days), one of the critical phenological stages for crop establishment.

Materials and Methods

 

Location and duration of the trial

 

The study was conducted outdoors at the Biotechnology Laboratory of the Faculty of Sciences and Engineering, Universidad Estatal de Milagro (UNEMI), located at Km 1.5 on the Milagro-Virgen de Fátima road, Milagro canton, Ecuador, within the coordinates 2°08'26.1"S 79°35'36.4"W. The trial lasted 18 days.

Trial Management

 

The experiment was carried out using hybrid rice seeds of the cultivar SFL-11, lot 387711, AGRIPAC® brand, whose characteristics are described in Table 1. The seeds underwent a pre-germination process by immersion in water for 48 hours to break dormancy and ensure uniform germination, and were subsequently sown at a depth of 2.50 cm in individual plastic pots (25 × 35 cm) with a capacity of 2 kg. The pots were filled with planting soil free of leaf litter and pre-moistened with water. Liquid spirulina produced at UNEMI laboratories was used at a concentration of 1 g L. Treatment solutions were applied at 0, 5, 10, and 15 days after sowing (DAS), and the variables were evaluated up to 18 DAS.

Table 1.  Properties of the hybrid rice cultivar SFL-11 AGRIPAC®
Yield under irrigation 7 (t ha)
Yield under rainfed conditions 6 (t ha)
Vigor Moderately high
Tillering High
Vegetative cycle 120 (days)
Grain type 7.5 mm
Milling index 69 %
Shattering Intermediate
Amylose content 30,5 %
Seed dormancy 6 weeks
Tolerant Blast (Pyricularia oryzae); Grain discoloration; Sarocladium oryzae; White leaf disease; Rhizoctonia solani
Moderately susceptible Lodging. However, under recommended management conditions, no lodging problems are observed.

Experimental Design

 

The study was based on a completely randomized design (CRD). Five treatments were established corresponding to different concentrations of A. platensis v/v water: T1 (100 %), T2 (75 %), T3 (50 %), T4 (25 %), and T5 control (water only). Each treatment included 10 replicates, establishing a total of 50 experimental units. In each tray, three rice seeds were sown in the same hole, considered as one experimental unit.

Evaluated Variables

 

On day 18 after sowing, the following variables were evaluated, taking into account the suggestions of some authors (1010. Santoya Castro YO, González Gómez LG, Jiménez Arteaga MC, Paz Martínez I, Falcón Rodríguez A. Efecto del Quitomax sobre las principales variables asociadas al rendimiento en el cultivo del arroz Variedad IACUBA 41. CCT [Internet]. 2024 Dec. 1 [cited 2025 Nov. 23];2(2). Available from: https://cct-uleam.info/index.php/chone-ciencia-y-tecnologia/article/view/111 , 1111. Peroza Sierra J, Peña-Murillo F, Perez Cordero C, López Mendoza J, Hernández Guzmán L. Efectos de seis sistemas de labranza en el cultivo de arroz (Oryza sativa L.) en el valle del Sinú en Colombia. Temas Agrarios [Internet]. 2024 [citado 23 Nov 2025];29(1):31. Available from: https://revistas.unicordoba.edu.co/index.php/temasagrarios/issue/view/259/64 ):

Germination percentage (%)

 

This variable quantified the germination efficiency of the seeds under different treatments. It was determined using the following expression:

%   G e r m i n a t i o n = N o .   o f   G e r m i n a t e d   S e e d s T o t a l   S e e d s   S o w n   ( p e r   E . U . )   . × 100
 

Root length (cm)

 

Measured with a graduated metal ruler, from the beginning of the mesocotyl to the distal end of the main root. To evaluate this parameter, the plant was carefully extracted without breaking the roots, the roots were gently washed with water to remove the substrate, and blotting paper was used to absorb excess moisture.

Seedling height (cm)

 

Measured from the base of the stem to the apex of the most developed leaf, using a graduated metal ruler.

Vigor index (VI)

 

Obtained once the average seedling length per treatment was calculated; the resulting value was multiplied by the corresponding germination percentage using the formula:

I V = G e r m i n a t i o n % × S e e d l i n g   l e n g t h c m
 

Fresh biomass, dry biomass, and total biomass

 

Fresh biomass was obtained by weighing the complete seedlings corresponding to each treatment using a Bektron BK-JNB100001 precision analytical balance. Subsequently, the samples were dried in a muffle furnace at 70 °C for 8 hours at constant temperature to eliminate their water content, thereby determining the dry biomass. The percentage of dry matter was calculated to determine the solid content, according to the following relation:

%   D r y   m a s s = D r y   b i o m a s s F r e s h   b i o m a s s × 100
 

Statistical analysis

 

For data analysis, a one-way analysis of variance (ANOVA) was used to determine the existence of significant differences among treatments. For variables where differences were detected, Duncan’s test was applied with a significance level of p ≤ 0.05. Statistical analysis was performed using InfoStat software, version 2020.

Results

 

Germination Percentage

 

Figure 1 presents the results of the germination percentage of rice seeds under five treatments with different concentrations of A. platensis to evaluate its biostimulant effect (T1, T2, T3, T4), and one control (T5, water only).

Concentration of A. platensis v/v: T1 (100%), T2 (75%), T3 (50%), T4 (25%), and T5 control (water); S.E. = standard error; S.D. = standard deviation; a, b, c, d = different letters indicate statistically significant differences
Figure 1.  Germination percentage of rice seeds

The treatment (T1) with the highest concentration of A. platensis (100 % v/v) reached the highest germination value (97 %). These results indicate that the effect of the cyanobacterium is dose-dependent, favoring seed viability and germination vigor at higher concentrations compared to the other treatments, and confirmed by the control treatment.

Root Length

 

Figure 2 presents the results of the average seedling root length of rice (cm) under four treatments with different concentrations of A. platensis as a biostimulant (T1, T2, T3, T4) and one control (T5, water only), evaluated at 18 days after sowing.

Concentration of A. platensis v/v: T1 (100%), T2 (75%), T3 (50%), T4 (25%), and T5 control (water); S.E. = standard error; S.D. = standard deviation; a, b, c, d = different letters indicate statistically significant differences
Figure 2.  Results of the root length variable

The treatment T1 (100 % spirulina) recorded the highest average root length (16 cm). In contrast, treatments with lower doses (T4: 25 %) and the control (T5: water) showed significantly lower lengths (10 and 9 cm, respectively). Statistical analysis using Duncan’s test confirmed significant differences (p<0.05) between treatments with higher concentrations of spirulina compared to the control, supporting the hypothesis of the biostimulant effect of the extract on root growth.

Plant Height

 

Figure 3 presents the results of the average seedling height of rice (cm) under five treatments with different concentrations of A. platensis v/v as a biostimulant (T1, T2, T3, T4) and T5 (control), evaluated at 18 days after sowing (DAS).

Concentration of A. platensis v/v: T1 (100%), T2 (75%), T3 (50%), T4 (25%), and T5 control (water); S.E. = standard error; S.D. = standard deviation; a, b, c, d = different letters indicate statistically significant differences
Figure 3.  Results of the seedling height variable

Treatments with higher concentrations of A. platensis (T1 and T2) achieved the greatest average seedling heights, with 20 and 19 cm, respectively, forming a statistically distinct group in Duncan’s test compared to the control treatment. On the other hand, treatments with lower concentrations (T3 and T4) showed intermediate heights, while the control group (T5) obtained the lowest average height (12 cm), confirming the reduced growth capacity of rice in the absence of A. platensis.

Vigor Index (VI)

 

Table 2 presents the results of the VI of rice seedlings under five treatments with different concentrations of A. platensis v/v as a biostimulant (T1, T2, T3, T4) and control (T5).

Table 2.  Results obtained for the vigor index (VI) variable
Treatment Vigor index (IV)
T1 3492.00
T2 3152.80
T3 2687.10
T4 2317.50
T5 1920.60

Concentration of A. platensis v/v: T1 (100%), T2 (75%), T3 (50%), T4 (25%), and T5 control (water)

The T1 treatment (100 %) presented the highest vigor index (VI) value (3492.00), suggesting that the full application of the biostimulant allowed for faster and more vigorous growth of rice seedlings.

Fresh biomass, dry biomass, and dry matter

 

Table 3 presents the results of the variables fresh biomass in grams (g), dry biomass (g), and dry matter (%) of rice seedlings under five treatments with different concentrations of A. platensis v/v as a biostimulant (T1, T2, T3, T4) and one control (T5).

Table 3.  Results obtained for fresh biomass, dry biomass, and dry matter
Treatment Fresh biomass (g) Dry biomass (g) Dry matter (%)
T1 6,57 2,70 41,10
T2 6,29 2,60 41,30
T3 5,39 2,22 41,20
T4 4,82 1,84 38,20
T5 3,85 1,42 36,90

Concentration of A. platensis v/v: T1 (100 %), T2 (75 %), T3 (50 %), T4 (25 %), and T5 control (water)

It was observed that the treatment with the highest concentration of spirulina (T1, 100 %) presented the highest fresh biomass (6.57 g). Regarding dry biomass, a similar trend to fresh biomass was observed. Treatment T1 reached the highest value (2.70 g), followed by T2 (2.60 g) and T3 (2.22 g). In terms of dry matter percentage, treatments T1, T2, and T3 maintained relatively constant values (41.10-41.30 %).

Discussion

 

Some authors suggested that environmental or intrinsic factors may influence the germination capacity of rice seeds (1212. Prasetyo T, Setiani C, Wulanjari ME. Cost efficiency and farmers’ profit in using certified rice seeds and non-certified rice seeds in rainfed rice field. In: E3S Web of Conferences [Internet]. EDP Sciences; 2022. p. 2027. Available from: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202236102027 ). The observed increase in germination can be attributed to the presence of bioactive compounds in the biomass of A. platensis; similar results reported a significant improvement in the germination of crops such as wheat and tomato after the application of spirulina extracts, attributing this to the synergistic effect of these compounds on enzymatic activation and protein synthesis during the imbibition phase (1313. Elnajar M, Eltanahy E, Abdelmoteleb M, Aldesuquy H. Enhancing drought resistance in wheat (Triticum aestivum L.) seedlings by aqueous extract of Spirulina platensis. Mansoura J Biol [Internet]. 2023;65(4):24-34. Available from: https://doi.org/10.21608/mjb.2023.449564 , 1414. Mostafa MM, Hammad DM, Reda MM, El-Sayed AE-KB. Water extracts of Spirulina platensis and Chlorella vulgaris enhance tomato (Solanum lycopersicum L.) tolerance against saline water irrigation. Biomass Convers Biorefinery [Internet]. 2024;14(17):21181-91. Available from: https://doi.org/10.1007/s13399-023-04460-x ).

The increase in root length in response to higher concentrations of spirulina v/v (100, 75 %, and T3) is consistent with published findings, where this effect is attributed to the presence of bioactive compounds in microalgae, which promote cell elongation and tissue differentiation in roots (1515. Yousfi S, Marín J, Parra L, Lloret J, Mauri P V. A rhizogenic biostimulant effect on soil fertility and roots growth of turfgrass. Agronomy [Internet]. 2021;11(3):573. Available from: https://doi.org/10.3390/agronomy11030573 ).

Studies support the benefits of spirulina due to its high content of metabolic compounds, reporting significant increases in shoot and root biomass in crops treated with extracts of this microalga (1616. Shedeed ZA, Gheda S, Elsanadily S, Alharbi K, Osman MEH. Spirulina platensis biofertilization for enhancing growth, photosynthetic capacity and yield of Lupinus luteus. Agriculture [Internet]. 2022;12(6):781. Available from: https://doi.org/10.3390/agriculture12060781 ). Similarly, the application of microalgae-derived bioproducts has been observed to enhance photosynthetic metabolism and nutrient assimilation, resulting in more vigorous plant growth (77. Refaay DA, El-Marzoki EM, Abdel-Hamid MI, Haroun SA. Effect of foliar application with Chlorella vulgaris, Tetradesmus dimorphus, and Arthrospira platensis as biostimulants for common bean. J Appl Phycol [Internet]. 2021;33(6):3807-15. Available from: https://doi.org/10.1007/s10811-021-02584-z ).

Previous studies in tomato cultivation have demonstrated that the presence of microalgae as biofertilizers can improve germination rate, increase enzymatic activity, and optimize the absorption of essential nutrients, thereby favoring greater vigor in the early stages of crop development (1717. Pratiwi IW, Rahmawati FA, Samtani K, Atuilah N, Hidayatullah RA, Alfiah NA, et al. Vigor Enhancement of tomato (Solanum lycopersicum) using Spirulina platensis as seed priming Agent. Biota J Ilm Ilmu-Ilmu Hayati [Internet]. 2025;148-60. Available from: https://doi.org/10.24002/biota.v10i2.10220 ).

In addition, A. platensis not only increases water retention in tissues but also stimulates the accumulation of structural matter. This effect may be related to the microalga’s ability to induce the synthesis of proteins, carbohydrates, and secondary metabolites associated with growth (1818. Gharib FAEL, Osama K, Sattar AMA El, Ahmed EZ. Impact of Chlorella vulgaris, Nannochloropsis salina, and Arthrospira platensis as bio-stimulants on common bean plant growth, yield and antioxidant capacity. Sci Rep [Internet]. 2024;14(1):1398. Available from: https://doi.org/10.1038/s41598-023-50040-4 ). Reports have shown that the application of microalgae extracts in pea crops significantly increased biomass production and photosynthetic efficiency by enhancing enzymatic activity and nutrient uptake (1919. Ismaiel SAR, Khedr FG, Metwally AG, Soror AFS. Effect of biostimulants on soil characteristics, plant growth and yield of Pea (Pisum sativum L.) under field conditions. Plant Sci Today [Internet]. 2022;9:650-7. Available from: https://doi.org/10.14719/pst.1748 ). Likewise, some authors reported improved maize seedling development in the early stage with the use of spirulina (2020. Jeres-Caguana GA, Quiñonez-Portocarrero DK, Macías-Rojas HA, Vera-Rodriguez JH, Lucas-Vidal LR. Efecto bioestimulante de algas (Arthrospira platensis y Durvillaea antarctica) sobre el desarrollo de plantas de maíz durante la etapa vegetativa V3. Hombre, Cienc y Tecnol [Internet]. 2025;29(2):100-10. Available from: http://hct.cigetgtmo.co.cu/revistahct/index.php/htc/article/view/1511 ), due to its high content of bioactive compounds that make it beneficial in the biotechnological field for agricultural use (2121. Palacios-Mayorga AS, Humberto JHJ, Michelle CMC, Mariuxi SMS, David JDJ. Aislamiento, caracterización y producción de Arthrospira platensis. Multidiscip Collab J [Internet]. 2025;3(2):13-23. Available from: https://doi.org/10.70881/mcj/v3/n2/49 ).

Another author indicated that A. platensis enhances rice seed germination due to its high concentration of proteins, phenols, and flavonoids, which significantly influence the physiological state of the seeds (2222. Gutierrez Almeida A, Núñez Vázquez M de la C, Reyes Guerrero Y, Pérez Domínguez G, Martínez González L. Caracterización química y evaluación de la actividad biológica de extractos de Spirulina. Cultivos Trop [Internet]. 2025 [citado 23 Nov 2025];46(1):[página(s) faltante(s)]. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362025000100005&lng=es&tlng=es ). The increase in crop yield and productivity can be enhanced through the use of cyanobacteria of the genus Arthrospira, whose biological activities in physiological processes such as germination, root system development, and yield improvement have been documented (2323. Gutierrez Almeida A, Reyes Guerrero Y, Núñez Vázquez M de la C. Métodos para la obtención de extractos de macroalgas y cianobacterias, evaluación de sus actividades biológicas. Cultivos Tropicales [Internet]. 2024 [citado 23 Nov 2025];45(1):[página(s) faltante(s)]. Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362024000100008&lng=es&tlng=es ).

Conclusions

 

The application of A. platensis showed a significant biostimulant effect on the germination and early growth of rice (Oryza sativa) seedlings of the SFL-11 cultivar. All spirulina treatments exceeded 93 % germination, with treatment T1 (100 %) standing out as the most efficient across all evaluated variables.

These results suggest that the bioactive compounds of spirulina (phytohormones, amino acids, and pigments) promote seedling development, consolidating its potential as a sustainable natural biostimulant to optimize rice germination and productivity, while reducing dependence on conventional chemical inputs.