The effect of genotype x environment interaction on root yield and quality of sugar beet

Abstract

The thesis represents a study about the effect of genotype, environment and their interaction on the agronomic and technological root characteristics of different sugar beet hybrids grown in the Republic of Serbia. Plant material consisted of two hybrids developed at Institute of field and vegetable crops, Novi Sad and six hybrids developed by different foreign seed companies. The environmental factor was presented through different fertilization treatments of nitrogen, phosphorus and potassium. Field experiment took place on the location of Rimski Šančevi during two consecutive years and was arranged in the split plot design with three replications. Root samples from middle rows od each plot were taken and analyzed for the following traits: root yield, sugar content, levels of harmful potassium, harmful sodium and alpha amino nitrogen, recoverable sugar and white sugar yield. Analysis of variance determined that genotype, environment and their interaction had significant effect on all examined traits. During the first year of experiment, environmental factor had the greatest impact on the variability of majority of characteristics while in second year the genotype had the strongest effect. Results of the AMMI analysis suggest that the hybrids G3 and G4 had the highest yields, but their stability varied during the growing season. Hybrid G5 had the highest average sugar content in all environments. Environments with high levels of phosphorus and potassium and with reduced amounts of nitrogen (or no nitrogen) induced the highest levels of sugar content in all tested hybrids. The same environments showed the best results for recoverable sugar and the highest level of stability in both years of testing. According to the results of correlation coefficients and the biplot graphics, relationships between studied properties varied in different growing seasons. The results sugest that the use of multivariate statistical methods such as AMMI allows additional analysis of genotype x environment interaction, which is important for further improvement of selection and proper recommendations for fertilization. It will also improve recommentation of sugar beet hybrids with high white sugar yield and good stability, in order to increase the production of this crop in the agroecological conditions of the Pannonian Plain.

Ova disertacija predstavlja studiju o uticaju genotipa, sredine i njihove uzajamne interakcije na agronomske i tehnološke osobine korena različitih hibrida šećerne repe gajenih u Republici Srbiji. Biljni materijal se sastojao od dva domaća hibrida šećerne repe, stvorena u Institutu za ratarstvo i povrtarstvo u Novom Sadu i šest hibrida iz različitih stranih semenskih kuća. Uticaj sredine predstavljen je kroz različite tretmane đubrenja sa azotom, fosforom i kalijumom. Poljski deo ogleda se odvijao na lokalitetu Rimski Šančevi tokom dve uzastone godine i postavljen je po planu podeljenih parcelica u tri ponavljanja. Uzorci korena su uzimani iz srednjih redova svih parcelica i potom analizirani na sledeće osobine: prinos korena, sadržaj šećera, sadržaj štetnog kalijuma, sadržaj štetnog natrijuma, sadržaj alfa amino azota, iskorišćenje šećera i prinos kristalnog šećera. Na osnovu rezultata Analize varijanse utvrđen je značajan uticaj genotipa, sredina i interakcije dva navedena faktora na sve ispitivane osobine. Na varijabilnost većine analiziranih osobina u prvoj godini ispitivanja najveći uticaj je imala sredina odnosno tretmani mineralne ishrane dok je u drugoj godini uticaj genotipa bio veći. Rezultati AMMI analize sugerišu da su genotipovi G3 i G4 bili najprinosniji, ali se njihova stabilnost razlikovala tokom sezona gajenja. Genotip G5 je imao najveći sadržaj šećera u svim sredinama. Sredine sa većim dozama fosfora i kalijuma i redukovanim količinama azota (ili bez azota) su imale najveći sadržaj šećera kod svih testiranih hibrida. Iste sredine su pokazale najbolje rezultate za iskorišćenje šećera i najveću stabilnost u obe godine ispitivanja. Prema rezultatima korelacionih koeficijenata i na osnovu biplot grafika utvrđeno je da se veza između proučavanih osobina menjala tokom različitih sezona gajenja. Rezultati su ukazali da primena multivarijacionih metoda poput AMMI omogućava dodatnu analizu interakcije genotipa i sredine što je bitno za dalje unapređenje selekcije i davanje pravilnih preporuka za đubrenje. Takođe poboljšaće se i preporuke za hibride šećerne repe koje se odlikuju visokim prinosom kristalnog šećera i dobrom stabilnošću tokom različitih sezonama gajenja, u cilju unapređenja proizvodnje ovog useva u agroekološkim uslovima Panonske nizije.