Genotype x environment interactions in three maturity groups of maize cultivars

Abstract

Genotype x environment (GE) interactions are of interest to plant breeders because of their influence on progress from selection. This study was conducted to examine the effects of GE interactions for grain yield in three maturity groups of maize (Zea mays L.) cultivars adapted to the lowland tropics. Nine early (90-95 days), eight medium (105-110 days) and nine late (115-120 days) maturing maize cultivars were evaluated for grain yield potential in 32 to 36 environments across coastal savanna, forest, forest-savanna transition, and Guinea savanna zones of Ghana (Lat. 4 o 44' - 11 o 11' N, Long. 1o 11' E - 3 o 11' W) from 1995 to 1998. Analyses of variance combined over locations and years within each maturity group indicated highly significant (P < 0.01) genotype x location x year interactions for yield in the three maturity groups. The genotype x year and genotype x location interactions were also significant in the intermediate and late maturity groups whereas only genotype x location interaction was significant in the early group. Spearman rank correlations, used to test the consistency of ranking of genotypes across locations, showed crossover interactions were important in all maturity groups and suggest the need to stratify the environment to minimize GE interactions. Sub-division of sites into variety testing zones corresponded to the major agro-ecologies in Ghana for the early and intermediate maturity groups but not the late group. The data also showed that testing using at least two replications per site at 10 locations in two years would be effective for identifying high-yielding genotypes across environments within each maturity group.


Key Words: Agro-ecologies, Ghana, maturity cycles, selection, Zea mays


Résumé


Les intéractions entre génotypes et l'environnement (GE) sont d'un grand interêt pour les croiseurs de plantes à cause de leur influence sur le progrès de la sélection. Cette étude était conduite pour examiner les effets des intéractions GE sur le rendement de trois groupes matures des variétés du maïs (Zea mays L.) adaptées au zones basses des tropiques. Neuf variétés à maturité précose (90-95 jours), huit modérée (105-110 jours) et neuf à maturité retardées étaient évaluées pour le rendement potentiel en grain dans 32 et 36 environnements à travers la savane des côtes, forêt, transition savane-forêt, et la zone de savane du Guiné au Ghana (Lat 4°44'-11°11'N, long. 1°11'E-3°11'W) de 1995 en 1998. Les analyses des variances combinées des locations et années dans chaque groupe de maturité ont indiqué une intéractions significativement forte entre génotype – location-annéé pour le rendement dans les trois groupes de maturités. Les intéractions entre génotype-année et génotype-location étaient aussi significatives dans le groupe de maturité intermediaire et retardé alors que l'intéraction entre génotype et location était significative dans le groupe à maturité précose. Les rangs des corrélations de Spearman utilisés pour tester la consistence de classer les génotypes à travers les locations, montrèrent que les intéractions dues au croisement étaient importantes dans tous les groupes de maturité et suggèrent la nécessité de stratifier l'environnement pour minimizer les intéractions GE. La sub-division des sites en zones pour tester les variétés correspondait à celle des zones écologiques du Ghana pour les groupes précose et intermediaire et pas les variétés à maturité retardée. Les données ont aussi montré que les tests utilisant 2 répétitions par site en 10 endroits pour une période de 10 ans seraient efficace pour identifier les génotypes au rendement élévé pour tous les environnements et chaque groupe de maturité.


Mots Clés: Agro-écologies, Ghana, cycles de maturité, sélection, Zea mays


African Crop Science Journal Vol.12(2) 2004: 95-104