Agro-doce é grafia correcta. Deve o seu hífen ao facto de ser analisada como palavra composta, formada por agro- e doce. O dicionário da Academia das Ciências de Lisboa registra agrodoce, sem hífen1, mas creio que se trata de um engano, porque Rebelo Gonçalves, no Vocabulário Ortográfico da Língua Portuguesa (1966), legitima a forma hifenizada agro-doce à luz da grafia ainda vigente em Portugal, ou seja, a do Acordo Ortográfico de 1945.
No âmbito da tradição ortográfica brasileira, também se escrevia agro-doce, com hífen: é esta a forma consignada pelo Dicionário Houaiss, que ainda se rege pelo Formulário Ortográfico de 1943. Quanto ao Acordo Ortográfico de 1990, a correcção repôs a forma hifenizada, porque o hífen permanece em palavras constituídas por elementos justapostos («agro e doce» > agro-doce; cf. Base XV, n.º 1).
1 Terão os lexicógrafos do dicionário da Academia julgado que "agrodoce" era mais adequada, pressupondo que a palavra é um composto morfológico em que -o- é vogal de ligação? Talvez, mas, se pensaram assim, é porque consideraram "agrodoce" como simples variante de agridoce, residindo a variação na escolha da vogal de ligação -o-, que, seguindo critérios filológicos, é pouco ou nada adequada para a composição de palavras com elementos de origem latina.