Botani Tanaman Nanas
Nanas (Ananas comosus L. Merr.) termasuk ke dalam kelas Monocotyledonae, ordo Farinosae, famili Bromeliaceae dan genus Ananas (Collins, 1960). Tanaman nanas berupa herba tahunan atau dua tahunan dengan tinggi 50-100 cm (Wee dan Thongtham, 1997).
Tanaman nanas berasal dari Amerika Selatan yaitu di daerah Brazil, Paraguay dan Argentina karena di daerah tersebut banyak ditemukan jenis liarnya (Nakasone dan Paull, 1999). Suku Indian di daerah tropik Amerika telah lama membudidayakan tanaman nanas setelah menyeleksinya berdasarkan ukuran buah, kualitas buah dan ada atau tidaknya biji sehingga menjadi tanaman nanas yang enak dimakan (Collins, 1960). Lebih lanjut disebutkan bahwa penyebaran tanaman nanas dilakukan oleh para penjelajah Spanyol dan Portugis. Tanaman nanas pada awalnya dibawa ke Afrika dan pada tahun 1550 dibawa ke India. Pada abad ke 16 tanaman nanas sampai ke Cina, Pulau Jawa dan Filipina. Menurut Nakasone dan Paull (1999) saat ini tanaman nanas telah dibudidayakan di hampir semua daerah tropik dan subtropik dan menjadi salah satu buah tropik penting dalam perdagangan internasional.
Tanaman nanas memiliki nama tertentu di setiap daerah atau negara. Tanaman ini disebut pineapple (Inggris), pain de sucre (Perancis), apangdan (Filipina), Maneas (Kamboja), nat (Laos), yaannat (Thailand), thom (Vetnam), danas (Sunda) dan naneh (Sumatera) (Wee dan Thongtham, 1997). Negara penghasil nanas utama diantaranya Thailand, Brazil, Filipina, India, Cina, Indonesia, Meksiko, Amerika Serikat, Pantai Gading, Malaysia, Afrika Selatan dan Banglades (FAO, 2005).
Salah satu ciri khas tanaman nanas antara lain memiliki perakaran yang terbatas, tumbuh pada tanah yang banyak mengandung bahan organik, dapat menyimpan air pada ketiak daun, dan mempunya i jaringan penyimpan air pada daun-daunnya sehingga tanaman nanas dapat bertahan pada kondisi kering dalam waktu yang relatif lama (Collins, 1960). Menurut Nakasone dan Paull (1999) sistem perakaran nanas sangat padat namun dangkal dengan kedalaman akar
sekitar 15 cm. Namun dalam tanah yang remah, subur dan bebas dari parasit, akar tanaman nanas dapat memanjang sekitar 50 cm secara vertikal dan 1.83 m secara horizontal dalam waktu satu tahun.
Batang tanaman nanas pendek dengan diameter batang bagian bawah lebih kecil dibandingkan diameter bagian atas. Seluruh batang tertutup oleh daun dan akar sehingga baru akan terlihat setelah daun dan akar dibuang (Collins, 1960). Menurut Nakasone dan Paull (1999) batang tanaman nanas dewasa berbentuk tongkat dengan panjang sekitar 30-35 cm dan diameter bagian batang yang paling tebal mencapai 6.5-7.5 cm.
Daun tanaman nanas berbentuk pedang, panjangnya dapat mencapai 1 m atau lebih dengan lebar 5-8 cm. Pinggiran daun berduri atau hampir rata tergantung varietasnya. Ba gian ujung daun lancip, bagian pangkal daun berdaging, berserat, beralur dan tersusun dalam spiral yang menutupi seluruh batang (Wee dan Thongtham, 1997). Jumlah daun meningkat secara teratur dengan rata-rata pertambahan daun lima atau enam helai per bulan sehingga ketika dewasa tanaman nanas mempunyai sekitar 70-80 helai daun yang aktif (Nakasone dan Paull, 1999).
Bunga nanas merupakan bunga hermaprodit dengan enam benangsari dan satu tangkai putik yang berisi kepala putik yang bercabang tiga (Nakasone dan Paull, 1999). Perbungaan nanas merupakan gabungan dari 200 kuntum bunga yang tak bertangkai dan berwarna lembayung kemerah- merahan (Wee dan Thongtham, 1997). Tanaman nanas mempunyai tepung sari dan indung embrio fertil namun tidak kompatibel sendiri. Kebanyakan kultivar kompatibel silang dan menghasilkan biji jika disilangkan dengan jumlah biji mencapai 2000-3000 butir per buah (Collins, 1960). Menurut Wee dan Thongtham (1997) pada pembudidayaan nanas secara komersial hanya ditanam satu kultivar pada satu lahan untuk mencegah terjadinya persilangan.
Buah nanas merupakan buah majemuk yang terdiri dari 100 sampai 200 anak buah yang bergabung pada inti atau poros buah. Buah nanas memiliki panjang sekitar 20.5 cm dengan diameter 14.5 cm dan berat 2.2 kg (Collins, 1960). Lebih lanjut disebutkan bahwa biasanya terdapat dua rangkaian spiral mata pada permukaan buah nanas, yang satu ke arah kanan yang lainnya ke arah kiri
mulai dari dasar buah hingga ke ujung buah. Rangkaian spiral yang satu kemiringannya lebih landai sedangkan yang lainnya lebih curam. Menurut Nakasone dan Paull (1999) buah nanas memiliki delapan baris spiral mata dari dasar buah hingga ujung buah dengan kemiringan landai dan 13 baris spiral mata dengan kemiringan yang lebih curam. Lebih lanjut disebutkan bahwa waktu antara akhir mekarnya bunga sampai masaknya buah yaitu sekitar empat bulan sedangkan total waktu antara inisiasi pembungaan hingga pemanenan yaitu sekitar enam sampai tujuh bulan.
Menurut Wee dan Thongtham (1997) hama yang paling berbahaya pada pertanaman nanas adalah kutu bubuk (Dysmicoccus brevipes). Serangga ini umum dijumpai di daerah tropik. Penyebaran kutu bubuk ke areal pertanaman nanas dibantu oleh semut-semut yang membangun hubungan simbiosis dengan kutu bubuk. Selain itu kumbang Carpophilus foveicollis juga merupakan hama penting dalam pertanaman nanas. Kumbang ini menjadikan buah nanas yang sudah matang sebagai tempat perkembangbiakannya.
Menurut Wee dan Thongtham (1997) beberapa penyakit yang banyak dijumpai dalam pertanaman nanas diantaranya yaitu penyakit layu buah yang disebabkan oleh Erwinia chrysanthemi, busuk bagian tengah (heart rot) yang disebabkan oleh Phytophthora cinnamomi dan P. parasitica dan penyakit marmer (marbling disease) yang disebabkan oleh Erwinia ananas. Selain itu terdapat penyakit kantung menjangat (leathery pocket), busuk poros buah, penggabusan bagian dalam buah (interfruitlet corking), busuk basah dan busuk berkhamir (yeastly rot).
Ekologi Tanaman Nanas
Nanas dapat tumbuh dengan baik di daerah antara 25oLU dan 25oLS. Umur tanaman meningkat dengan makin jauhnya dari ekuator dan makin tingginya tempat tumbuh (Wee dan Thongtham, 1997). Tanaman nanas dapat tumbuh di daerah dengan ketinggian sampai 1525 m (Collins, 1960).
Tanah yang ideal untuk pertanaman nanas adalah tanah liat berpasir dengan drainase yang baik untuk mencegah penggenangan dan penyakit busuk akar (Collins, 1960). Menurut Wee dan Thongtham (1997) tanaman nanas
menyukai tanah liat berpasir dengan drainase yang baik dan pH antara 4.5-6.5. Akan tetapi, tanaman nanas dapat dipelihara pula pada tipe tanah yang sangat bervariasi, seperti tanah gambut yang asam.
Temperatur adalah faktor terpenting dalam pembudidayaan nanas. Temperatur minimum untuk pertanaman nanas antara 15oC-20oC sedangkan temperatur maksimumnya antara 25oC-32oC. Temperatur optimum yang cocok untuk pertanaman nanas adalah 30oC di siang hari dan 20oC di malam hari. Pada suhu yang terlalu dingin, pertumbuhan tanaman nanas tertunda, daun-daun sempit, lebih pendek dan kaku, slips lebih banyak, buah lebih kecil dengan mata yang menonjol dan daging buram. Selain itu buahnya lebih asam dan rendah kadar gulanya (Nakasone dan Paull, 1999).
Tanaman nanas termasuk ke dalam tanaman dengan jalur fotosintesis tipe CAM (Crassulacean Acid Metabolism) dan merupakan tanaman xerofit yang tahan terhadap kekeringan untuk waktu yang lama (Nakasone dan Paull, 1999). Pada siang hari jumlah kandungan asam organik menurun, disertai dengan peningkatan pH cairan sel daun sedangkan pada malam hari terjadi keadaan yang sebaliknya. Pola harian kandungan asam organik dari tumbuhan CAM diikuti oleh pola harian pembukaan dan penutupan stomata yang terdapat pada permukaan daunnya. Stomata terbuka pada malam hari sehingga CO2 dapat berdifusi ke dalam daun, difiksasi melalui bantuan PEP karboksilase (fosfoenol piruvat karboksilase) menjadi asam malat. Pada siang hari stomata tertutup sehingga laju transpirasi akan dihambat (Prawiranata et al., 1994).
Walaupun tanaman nanas toleran terhadap kekeringan dalam waktu yang lama, namun air sangat dibutuhkan untuk penyerapan unsur-unsur hara yang terkandung di dalamnya. Curah hujan yang dibutuhkan dalam pertanaman nanas adalah antara 600 mm sampai 3500 mm per tahun dengan curah hujan optimum 1000-1500 mm per tahun (Nakasone dan Paull, 1999).
Intensitas cahaya yang diterima tanaman nanas yang sedang tumbuh sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan kualitas bua h. Persentase cahaya yang sangat rendah menghambat pertumbuhan dan menghasilkan buah yang kecil dengan kualitas yang rendah. Namun, terlalu banyak cahaya dapat menyebabkan gejala terbakar pada buah matang (Collins, 1960)
Jenis-jenis Tanaman Nanas
Menurut Wee dan Thongtham (1997) terdapat banyak kultivar tanaman nanas yang berbeda-beda dalam ukuran tanaman, ukuran buah, warna dan rasa daging buah serta pinggiran daunnya yang rata atau berduri. Tanaman nanas untuk produksi komersial umumnya dibagi menjadi enam kultivar yaitu Cayenne, Queen, Red Spanish, Singapore Spanish, Abacaxi dan Cabezona.
Cayenne adalah yang paling luas penanamannya, banyak ditanam di Filipina, Thailand, Hawaii, Kenya, Meksiko dan Taiwan. Kultivar ini mempunyai ukuran daun sekitar 100 cm x 6.5 cm, bagian atas daun berwarna kemerah-merahan sedangkan bagian bawah daun kelabu keperak-perakan dengan tepi daun rata dan sedikit duri di pangkal serta ujung daun. Buahnya berbentuk silinder, daging buah berwarna kuning pucat sampai kuning dengan berat sekitar 2.5 kg (Wee dan Thongtham, 1997). Menurut Nakasone dan Paull (1999) kultivar Cayenne memiliki buah dengan warna kulit oranye, bermata dangkal, rasanya manis, sedikit serat dan juicy.
Queen banyak ditanam di Australia dan Afrika Selatan untuk diperdagangkan dalam bentuk segar. Baik tanaman maupun buahnya berukuran lebih kecil dibandingkan Cayenne, daunnya berduri, daging buahnya berwarna kuning keemasan dan berat buah sekitar 0.5-1.3 kg (Wee dan Thongtham, 1997). Menurut Nakasone dan Paull (1999) kultivar Queen memiliki kulit buah berwarna kuning dan bermata dalam. Buahnya memiliki rasa lebih manis dibandingkan Cayenne, keasaman rendah dan rendah serat.
Red Spanish terutama ditanam di Amerika Tengah dan Amerika Selatan, daunnya panjang dan berduri dengan serat yang sangat kuat sehingga dimanfaatkan untuk membuat kain di Filipina. Buahnya memiliki berat sekitar 0.9-1.8 kg dengan daging buah berwarna kuning pucat (Wee dan Thongtham, 1997). Menurut Nakasone dan Paull (1999) Red Spanish memiliki kulit buah berwarna merah dengan mata dalam, rasanya agak asam dan berserat.
Singapore Spanish banyak dipelihara di Malaysia untuk dikalengkan. Daunnya memiliki panjang sekitar 1 m, berduri sedikit di ujungnya, buahnya memiliki berat sekitar 1.6-2.3 kg dengan daging buah berwarna kuning keemasan (Wee dan Thongtham, 1997).
Abacaxi banyak ditanam di Brazil untuk pasaran lokal. Tepi daun berduri, daging buah berwarna kuning pucat dengan berat buah sekitar 1.5 kg (Wee dan Thongtham, 1997). Menurut Nakasone dan Paull (1999) Abacaxi memiliki kulit buah berwarna kuning dengan rasa buah manis, lembut dan juicy sehingga tidak cocok untuk dikalengkan atau diekspor dalam bentuk segar.
Cabezona banyak ditanam di Puerto Rico untuk diperdagangkan buahnya dalam bentuk segar (Wee dan Thongtham, 1997). Menurut Nakasone dan Paull (1999) Cabezona memiliki tanaman dan buah yang berukuran besar dengan berat buah sekitar 4.5-6.5 kg dan diperdagangkan untuk pasaran lokal Puerto Rico dan Meksiko dimana konsumennya lebih menyukai buah nanas berukuran besar.
Perbanyakan Tanaman Nanas
Perbanyakan tanaman nanas secara aseksual dapat menggunakan tunas akar (suckers), tunas batang (shoots), tunas tangkai buah (hapas), tunas dasar buah (slips), mahkota (crown) dan stek batang. Suckers yaitu tunas yang tumbuh dari bagian batang yang terletak di permukaan tanah. Shoots yaitu tunas yang tumbuh dari bagian batang di atas permukaan tanah. Hapas yaitu tunas yang tumbuh dari pangkal tangkai buah (peduncle). Slips yaitu tunas yang tumbuh di bawah dasar buah. Crown yaitu tunas yang tumbuh di atas pucuk buah sedangkan stek batang ditumbuhkan dari potongan batang yang mempunyai mata tunas tidur (Collins, 1960). Dari bermacam bahan perbanyakan tersebut, yang paling banyak digunakan yaitu suckers, shoots, slips dan crown (Nakasone dan Paull, 1999).
Lamanya waktu dari penanaman hingga pemanenan tergantung dari bahan perbanyakan yang digunakan. Tanaman yang berasal dari slips akan berbuah dalam waktu 18-20 bulan setelah tanam, shoots 15 bulan setelah tanam sedangkan crown 22 bulan setelah tanam (Hartmann et al., 1997). Tanaman yang berasal dari suckers dapat berbuah pada 14-17 bulan setelah tanam (Nakasone dan Paull, 1999).
Kultur Jaringan Nanas
Schleiden dan Schwan pada tahun 1838 mengemukakan teori totipotensi sel, yaitu bahwa setiap sel yang hidup mengandung susunan genetik yang sama
dengan zygot, yang merupakan asal pertumbuhan tanaman dan mempunyai informasi genetik yang diperlukan untuk mengarahkan perkembangan sel menjadi tumbuhan dewasa (Prawiranata et al., 1994). Berdasarkan informasi tersebut maka berkembang teknik perbanyakan tanaman secara kultur jaringan (in vitro).
Kultur jaringan adalah suatu teknik untuk mengisolasi bagian-bagian tanaman seperti protoplas, sel, sekelompok sel ataupun organ kemudian menumbuhkannya dalam kondisi aseptik sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman lengkap kembali (Suryowinoto, 1996). Menurut Wattimena (1988) teknik kultur jaringan berguna untuk mendapatkan bibit dalam jumlah besar serta seragam.
Menurut Hartmann et al. (1997) terdapat tiga tahap dalam teknik kultur jaringan. Tahap pertama adalah usaha memperoleh eksplan yang bersih dan steril dan menumbuhkannya dalam media yang mengandung hara. Tahap ini juga disebut sebagai tahap inisiasi. Tahap kedua adalah penggandaan propagula yang cepat sehingga diperoleh tanaman dalam jumlah besar. Tahap ketiga adalah aklimatisasi dimana tanaman diadaptasikan dalam lingkungan tumbuh di luar kultur. Pada tahap ini dilakukan pemindahan planlet ke media tanam dalam pot atau tanah.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman dalam kultur adalah sumber eksplan, genotipe tanaman induk, media kultur dan lingkungan tumbuh (Wiendi et al., 1991). Komponen utama dalam media kultur meliputi garam mineral, sumber karbon (gula), vitamin dan zat pengatur tumbuh (Gamborg, 1991).
Penggunaan teknik kultur jaringan dalam perbanyakan nanas telah diteliti dengan menggunakan berbagai eksplan seperti tunas samping atau tunas ketiak, mata tunas tidur mahkota buah ataupun tunas pucuk (Rangan, 1984). Menurut Vesco et al. (2001) dari satu mata tunas dapat dihasilkan 1 juta planlet dalam waktu 9 bulan dengan interval subkultur 45 hari dan rata-rata multiplikasi 10 tunas untuk tiap mata tunas. Sedangkan menurut Imelda dan Erlyandari (2000) teknik in vitro sangat efisien dalam penyediaan bibit nanas Bogor, secara teoritis pemberian zat pengatur tumbuh BAP dengan konsentrasi 1 mg/l ke dalam media MS akan menggandakan setiap mata tunas menjadi 1.4 juta bibit per tahun.
Zat pengatur tumbuh adalah senyawa organik yang terdapat secara alami maupun sintetik dalam konsentrasi yang sangat rendah dalam jaringan tertentu yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Wattimena, 1988). Dari jaringa n, zat pengatur tumbuh ditranslokasikan ke bagian lain dan menimbulkan respon dengan cara mendorong, merangsang, menghambat atau menahan proses fisiologis, biologis maupun morfologis yang spesifik. Zat pengatur tumbuh yang digolongkan ke dalam fungsi- fungs i tersebut antara lain auksin, giberelin, sitokinin, asam absisik dan etilen (Wattimena, 1988).
Menurut Gunawan (1988) ada dua golongan zat pengatur tumbuh yang sangat penting dalam kultur jaringan yaitu auksin dan sitokinin. Auksin berfungsi merangsang pembentukan kalus, suspensi sel dan organ sedangkan sitokonin berperan penting dalam pengaturan pembelahan sel dan morfogenesis.
Secara fisiologis sitokinin dan turunannya berpengaruh terhadap stimulasi dan diferensiasi sel, pemanjangan dan perluasan daun serta pengembangan kotiledon (Karanof et al., 1991). Sitokinin terdapat dalam dua kategori yaitu sitokinin endogen dan sitokinin sintetik. Salah satu sitokinin sintetik adalah BAP (6-benzylaminopurine). Peran fisiologis sitokinin adalah mendorong pembelaha n sel, morfogenesis, pertunasan, pembentukan kloroplas, pembentukan umbi pada kentang serta menghambat senesen dan absisi (Wattimena et al., 1992).
Dari berbagai hormon sitokinin sintetik yang umum dipakai, BAP paling sering digunakan karena sangat efektif dalam menginduksi pembentukan dan penggandaan tunas, mudah didapat dan harganya relatif lebih murah (George dan Sherington, 1984). Menurut Quinlan dan Weaver (1969) dalam Gardner (1991) BAP berperan dalam penyimpanan klorofil, pengumpulan asam amino dan penyimpanan protein dalam daun yang semuanya menunjukkan penundaan proses penuaan.
Pada saat terbentuk pucuk dan akar dalam botol kultur, planlet dapat dipindahkan pada media in vivo. Planlet harus menyesuaikan diri dari kondisi heterotrof menjadi autotrof. Masa penyesuaian ini disebut aklimatisasi (Gunawan, 1988).
Tanaman hasil pembiakan kultur in vitro memiliki beberapa sifat yang kurang menguntungkan diantaranya lapisan lilin yang tidak berkembang,
kurangnya lignifikasi pada batang, stomata yang tidak berfungsi dengan baik dan sel-sel palisade yang sedikit pada daun sehingga fotosintesis rendah. Planlet berkembang dalam botol kultur yang mempunyai lingkungan dengan tingkat pencahayaan rendah, aseptik, cukup gula dan hara untuk tumbuh secara heterotrof dan kelembaban relatif tinggi (Hartmann et al., 1997). Preece dan Sutter (1991) menyatakan bahwa kondisi tersebut akan menghasilkan mutu fenotipe yang kurang mempunyai kemampuan untuk mengatasi kondisi lingkungan bila dipindahkan ke lapang sehingga tanaman hasil kultur in vitro membutuhkan proses aklimatisasi agar dapat tumbuh dan berkembang dengan baik di lapangan. Menurut Hussey (1983) sistem perakaran dan pucuk tanaman hasil kultur in vitro membutuhkan suatu adaptasi terhadap kondisi normal.
Planlet perlu disiapkan agar dapat hidup dalam kondisi lapang yaitu dengan merangsang pembentukan akar, memberikan kekebalan terhadap patogen dan membuat peralihan dari kondisi heterotrof ke autotrof (Murashige, 1974). Proses aklimatisasi dapat dimulai pada kondisi in vitro yaitu memindahkan planlet ke media tanpa hormon, meningkatkan intensitas cahaya (Hartmann et al., 1997; Pierik, 1987) dan membuka tutup kultur sedikit demi sedikit selama beberapa hari sebelum pemindahan bibit (Preece dan Sutter, 1991). Menurut Rahmawati et al. (2004) tanaman yang kualitas in vitronya baik maka akan tumbuh baik pula ketika diaklimatisasi dalam kondisi optimum.