Agronomic Performance and Genotype by Environment Interaction of Hybrid Maize Across Different Land Typologies in South Sulawesi

Technische Zusammenfassung: Agronomische Leistung und Genotyp-Umwelt-Interaktion von Hybridmais über verschiedene Landtypologien in Süd-Sulawesi hinweg

Problemstellung
Die Produktion von Hybridmais (*Zea mays L.) in Indonesien steht aufgrund der Variabilität der agroökologischen Bedingungen in den verschiedenen Regionen vor erheblichen Einschränkungen. Die Genotyp × Umwelt (G×E)-Interaktion verursacht erhebliche Unterschiede in der agronomischen Leistung der Genotypen, wenn diese in unterschiedlichen Landtypologien kultiviert werden. Dieses Phänomen führt häufig dazu, dass national überlegene Sorten ihr Ertragspotenzial nicht ausschöpfen können, wenn sie in Umgebungen gepflanzt werden, die von ihren Selektionsstandorten abweichen, was auf eine Diskrepanz zwischen der genetischen Expression und den Umweltbelastungen wie abiotischem Stress (Dürre, Bodenacidität) und biotischem Stress zurückzuführen ist. Folglich besteht ein kritischer Bedarf an der Identifizierung stabiler und adaptiver Genotypen für spezifische Zonen, insbesondere in Süd-Sulawesi, das kontrastierende Landtypologien besitzt, die von fruchtbaren Mittelgebirgslagen bis hin zu trockenen, sauren Trockengebieten reichen.

Methodik
Die Studie wurde zwischen Juli und September 2025 an zwei kontrastierenden Standorten in Süd-Sulawesi durchgeführt:

1. Sinoa (Distrikt Bantaeng): Eine fruchtbare, mittelhöhenlage agroklimatische Zone mit relativ feuchten Bedingungen und guter Bodenfruchtbarkeit.
2. Moncongloe (Distrikt Maros): Eine trockene Klimazone, die durch saure Trockenbodenstruktur, geringe Bodenfeuchtigkeit und schnelle Drainage gekennzeichnet ist.

Das Versuchsdesign war ein Randomisiertes Komplettblockdesign (RCBD) mit 10 Behandlungen (sieben Kandidaten-Hybridvarietäten: JH MAS 01–07 sowie drei Kontrollsorten: ADV777, NK306 und NK212), die an jedem Standort dreifach wiederholt wurden, was insgesamt 30 Parzellen pro Standort ergab. Jede Parzelle maß 2,8 m × 5 m mit einem Pflanzenabstand von 70 cm × 20 cm.

Evaluierte agronomische Parameter waren Pflanzenhöhe, Blatlänge, Blattbreite, Blattwinkel, Stengendurchmesser, Kolbenhöhe und die Anzahl der Kolbenreihen. Die Daten wurden mittels Varianzanalyse (ANOVA) bei einem Signifikanzniveau von 5 % analysiert. Bei festgestellten signifikanten Unterschieden wurden die Mittelwerte mittels des kleinsten signifikanten Unterschieds (LSD-Test) verglichen. Zudem wurde eine Pfadanalyse durchgeführt, um die direkten und indirekten Effekte der agronomischen Merkmale auf den Ertrag zu bestimmen.

Hauptergebnisse
Die Varianzanalyse (ANOVA) zeigte, dass Umweltfaktoren (Replikationen/Standorte) der dominante Determinant für die Ausprägung der agronomischen Merkmale waren und die genotypischen Faktoren bei mehreren Schlüsselmerkmalen signifikant übertrafen:

• Signifikante Umwelteffekte: Der Umweltfaktor hatte einen hochsignifikanten Effekt auf die Pflanzenhöhe ($p=0,001$), den Stengendurchmesser ($p=0,000$) und die Kolbenhöhe ($p=0,007$).
• Nicht-signifikante genotypische Effekte: Der Genotypfaktor beeinflusste keines der getesteten Parameter signifikant ($p > 0,05$ für alle Merkmale), was darauf hindeutet, dass die genetischen Unterschiede unter den getesteten Hybriden keine statistisch unterscheidbaren Variationen in diesen spezifischen agronomischen Merkmalen unter den gegebenen Bedingungen hervorbrachten.
• Stabile Merkmale: Blattwinkel, Blatlänge, Blattbreite und die Anzahl der Kolbenreihen zeigten eine geringe Variabilität und wurden weder durch den Genotyp noch durch die Umwelt signifikant beeinflusst, was darauf hindeutet, dass es sich hierbei um kanalisierte, stabile Merkmale handelt.

Leistung spezifischer Genotypen:

• NK212: Verzeichnete die höchste mittlere Pflanzenhöhe (214,73 cm) und den größten Stengendurchmesser (19,55 mm).
• NK306: Zeigte den zweitgrößten Stengendurchmesser (17,97 mm).
• JH MAS 03: Wies die geringste Pflanzenhöhe auf (186,53 cm).

Bedeutung und Behauptungen
Die Arbeit kommt zu dem Schluss, dass für die in Süd-Sulawesi getesteten Hybridmaïs-Genotypen die Umweltbedingungen der primäre Treiber für die phänotypische Ausprägung vegetativer und reproduktiver Strukturmerkmale sind und nicht das genetische Potenzial. Das Fehlen signifikanter genotypischer Effekte deutet darauf hin, dass die getesteten Kandidaten-Hybride eine relativ enge genetische Basis besitzen oder dass ihre Reaktionen unter den spezifischen getesteten Umweltbedingungen nicht signifikant divergieren konnten.

Die Studie liefert eine wissenschaftliche Grundlage für Sortenempfehlungen und zonenbasierte Anbaustrategien in Süd-Sulawesi. Sie unterstreicht die Notwendigkeit von Multi-Location- und Multi-Environment-Tests, um Genotypen mit breiter Adaptabilität oder spezifischer Stabilität zu identifizieren. Die Autoren behaupten, dass während die vorliegenden Daten wertvolle Basisinformationen zu agronomischen Charakteren bieten, umfassende G×E-Stabilitätsanalysen (wie AMMI oder GGE-Biplot) über mehrere Wachstumsperioden hinweg erforderlich sind, um die spezifischen Anpassungen der Genotypen für Präzisionslandwirtschaftsstrategien in diversen Agroökosystemen vollständig zu klären.