Cowpea är en viktig gröda i många delar av världen, särskilt i Afrika söder om Sahara. Den är motståndskraftig och kan växa i områden med lite nederbörd och jordar av låg kvalitet. Men hur tålig den än är kan skörden av koärt minska på grund av torka och låga halter av fosfor i jorden.

I en nyligen genomförd studie fastställde forskare cowpea rotegenskaper som kan hjälpa växterna att växa bättre i torrare, lågfosforjordar.

"Att utveckla cowpea-sorter som kan producera optimalt under stressiga förhållanden är avgörande", säger Saba Mohammed, huvudförfattare till studien vid Ahmadu Bello University i Zaria, Nigeria. "Dessa spänstiga cowpea-sorter kan hjälpa till att göra fler människor säker på mat och näring."

Studien publicerades i Crop Science , en publikation av Crop Science Society of America.

Cowpeas är en viktig källa till kalorier för miljontals människor över hela världen. De är rika på protein och andra näringsämnen. Cowpea växter har också en mängd andra användningsområden. De kan fungera som djurfoder och gröngödsel.

Mikrober i cowpea rotknölar kan öka jordens bördighet. Dessa mikrober gör atmosfäriskt kväve tillgängligt för växter i jorden - en process som kallas kvävefixering. Kvävefixering kan vara fördelaktigt för jordbrukare som inte har råd med kvävebaserade gödselmedel.

Största delen av cowpea-produktionen sker i halvtorra regioner. Hårda miljöförhållanden och dålig jord hämmar ofta skörden. "Vårt arbete fastställde att vissa rotegenskaper ökade skörden av cowpeaplantor under torka eller låga fosforhalter i marken", säger Mohammed.

Dessa rotegenskaper inkluderar längre primärrötter och högre antal sidorötter som kommer från primärrötter. Rothår spelar också en viktig roll i toleransen mot torka och dålig jord.

Till exempel cowpea-växter med längre, tätare rothår hade högre avkastning när de odlades under lågfosforförhållanden. "Det tyder på att dessa rothårsegenskaper spelar en avgörande roll för att få fosfor från suboptimala jordar", säger Mohammed.

Forskare har länge vetat att rötter är en viktig del av hur växter anpassar sig till svåra miljöförhållanden. "Rotsystemet är hälften av hela växtsystemet", säger Mohammed. "Ändå har det varit relativt underutforskat när det gäller att hitta lösningar på jordbruksbegränsningar."

Rotsystem har olika strategier för att utvinna resurser från jord. "Till exempel producerar växter med djupare rötter bättre än de med grunda rötter under begränsade vattenförhållanden", säger han. "Å andra sidan kan de med grunda rötter vara mer lämpade för jordar med suboptimala näringsämnen."

Det beror på att näringsämnen – som fosfor – ofta är koncentrerade i det översta jordlagret.

För cowpea-växter som växer i torra och näringsbegränsade jordar måste rötterna gå djupare och spridas brett och grunt.

"Vår studie visar att vi kan fokusera på cowpea-sorter med längre pålrötter för torktolerans och högre antal grundare basala rötter för att extrahera marknäring", säger Mohammed.

Även om rotarkitektur kan ge värdefull information, kan det vara en tidskrävande och utmattande process att undersöka rotegenskaper hos mogna växter. Mohammed säger att det är lättare och mer ekonomiskt att fenotypa rötter i plantstadiet.

Studien visade att att undersöka rötter från cowpea-plantor kan hjälpa till att identifiera rotegenskaper i mogna växter som är fördelaktiga för tillväxt i utmanande miljöer.

"Vårt mål är att använda studieresultaten för att föda upp nya cowpea-sorter", säger Mohammed. "Dessa nya sorter skulle fungera optimalt under begränsade vatten- och markfosforförhållanden."

Många småskaliga och självförsörjande bönder kanske inte har råd med fosfatgödsel. De nya cowpea-sorterna Mohammed beskriver skulle gynna dessa bönder enormt. Han förklarar dock att utveckling av nya sorter med önskade rotegenskaper också kan vara en värdefull resurs i system där intensiv bevattning och gödning används. Dessa cowpea-sorter kan hjälpa till att minska produktionskostnaderna och minimera miljöföroreningar från överdriven användning av gödningsmedel.