4 TINJAUAN PUSTAKA Biologi Tanaman Stroberi

4
TINJAUAN PUSTAKA
Biologi Tanaman Stroberi
Klasifikasi tanaman stroberi sebagai berikut (Benson, 1957) :
Divisi
: Spermatophyta
Sub divisi : Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Famili
: Rosaceae
Genus
: Fragaria
Spesies
: Fragaria sp.
Stroberi merupakan tanaman dengan bunga agregat yang terdiri dari
bunga primer, tersier, dan sekunder. Bunga stroberi bersifat hermafrodit, terdiri
atas bunga jantan dan bunga betina, berbentuk cluster (tandan), dan biasanya
mekar dalam waktu yang tidak bersamaan. Bunga yang mekar lebih awal biasanya
berukuran besar (Delaplane & Mayer, 2000). Bunga stroberi berwarna putih,
diameter 1-1.5 inchi (2.5-3.8 cm), kelopak berwarna hijau, 5 mahkota, sejumlah
tangkai putik dan putik, dan 24-36 stamen (Darrow, 1966). Kepala sari yang berisi
serbuk sari fertil berwarna kuning emas. Nektar pada bunga stroberi dihasilkan di
daerah tangkai buah, bagian dasar benang sari atau di sebelah luar putik
(Delaplane & Mayer, 2000). Keberadaan nektar dalam suatu bunga dapat
mempengaruhi pola pencarian pakan serangga penyerbuk (Klinkhamer et al.
2001) yang bergantung pada banyaknya volume nektar (Proctor et al. 1996).
Tanaman stroberi dapat tumbuh dengan baik di daerah dengan curah hujan
600- 700 mm/tahun dengan lama penyinaran cahaya matahari 8–10 jam per hari.
Stroberi adalah tanaman yang dapat beradaptasi dengan baik di dataran tinggi
tropis yang memiliki suhu 17-20°C dan kelembaban udara antara 80-90%
(Prihartman, 2006).
Berdasarkan panjang hari, stroberi dibagi menjadi dua kultivar, yaitu short
day cultivar (June-bearing) dan day neutral cultivar (everbearing). Pada short
day cultivar, bunga mulai terbentuk ketika panjang hari kurang dari 14 jam dan
suhu lebih rendah dari 15°C. Pada day neutral cultivar (everbearing), produksi
bunga dan buah terjadi sepanjang tahun selama suhu mendukung, yaitu suhu
5
malam hari tetap di atas 15.5°C (Strand, 1994). Kultivar-kultivar tanaman stroberi
dapat dibedakan dari beberapa karakteristik buahnya, seperti waktu panen,
ukuran, rasa, tekstur, bobot, aroma, bentuk dan warna buah (Hancock, 1999).
Kultivar Earlibrite merupakan kultivar yang berproduksi tinggi dan memiliki buah
berwarna merah cerah. Kultivar Earlibrite termasuk tanaman hari pendek dengan
ciri-ciri: rata-rata panjang petiole ialah 108 mm, rata-rata panjang dan lebar
pangkal daun ialah 81 dan 71 mm, rata-rata panjang dan lebar daun kedua ialah 75
dan 72 mm, bentuk buah pertama sering globose-conic, bentuk buah kedua dan
ketiga antara conic-wedge shaped, rata-rata ukuran buah kecil, dan tekstur buah
lunak (Chandler et al. 2000).
Penyerbukan Tanaman Stroberi
Penyerbukan atau polinasi merupakan suatu peristiwa jatuhnya serbuksari
(polen) pada kepala putik (stigma) dan memiliki peran yang penting dalam
perkembangan bunga menjadi buah (Barth, 1991). Tanaman stroberi dapat
melakukan penyerbukan sendiri (self pollination) dan penyerbukan silang
(cross pollination) yang dibantu oleh serangga dan angin. Penyerbukan sendiri
terjadi ketika serbuksari dari anther mencapai kepala putik dalam bunga yang
sama. Penyerbukan silang terjadi ketika serbuk sari mencapai kepala putik dari
bunga yang berbeda. Setelah terjadi fertilisasi, diikuti dengan perkembangan
achene. Jaringan dasar (receptacle) sekitar achene akan membesar dan
membentuk bakal buah (Demchack, 2012). Beberapa kultivar tanaman stroberi
dapat melakukan penyerbukan sendiri secara optimal. Penyerbukan oleh angin
dan serangga, terutama lebah madu dipengaruhi oleh cuaca dan populasi lebah
tersebut (Delaplane & Mayer, 2000).
Pada bunga stroberi, kematangan serbuksari, diikuti membukanya kepala
anther dan serbuk sari. Getaran bunga stroberi yang terjadi diakibatkan oleh angin
dan hujan membantu proses menempelnya serbuk sari di kepala putik. Namun,
penyebukan sendiri atau yang dibantu oleh angin menyebabkan tanaman stroberi
mengalami penyerbukan tidak sempurna, sehingga menghasilkan buah berukuran
kecil dan berbentuk tidak sempurna. Dengan demikan, perpindahan serbuksari ke
kepala putik lebih efektif dibantu oleh serangga (Demchack, 2012).
6
Morfologi bunga terutama panjang stamen berkaitan dengan penyerbukan
(Zebrowska, 1998). Stamen yang panjang pada kultivar early midway (5.2 mm)
lebih efektif dalam penyerbukan dibandingkan stamen yang berukuran pendek,
yaitu pada kultivar surecrop (2.5 mm). Bunga stroberi yang memiliki stamen
berukuran pendek menyebabkan produksi buah lebih rendah (Connor & Martin,
1973). Selain karakteristik morfologi bunga, perilaku spesies lebah yang berbedabeda juga mempengaruhi penyerbukan. Di daerah Québec, lebah madu hanya
mengunjungi bagian atas putik, sedangkan lebah liar mengunjungi bagian dasar
bunga stroberi. Aktivitas kunjungan spesies lebah membantu penyebaran serbuk
sari dan pembentukan buah menjadi optimal (Chagnon et al. 1993).
Biologi Apis cerana Fabricus
Klasifikasi lebah madu Apis cerana sebagai berikut (Michener, 2000):
Kingdom
: Animalia
Filum
: Arthropoda
Kelas
: Insecta
Ordo
: Hymenoptera
Family
: Apidae
Genus
: Apis
Spesies
: Apis cerana Fabricus
Jumlah spesies lebah madu (Apis spp.) terus bertambah seiring dengan
perkembangan penelitian taksonomi. Sembilan spesies lebah madu telah
dideskripsikan, yaitu Apis andreniformis, Apis cerana, Apis dorsata, Apis florea,
Apis koschevnikovi, Apis nigrocincta, Apis nuluensis, Apis laboriosa, dan
Apis mellifera. Tujuh spesies diantaranya dijumpai di Indonesia, yaitu
A. andreniformis, A. florea, A. dorsata, A. koschevnikovi, A. nigrocincta, dan
A. cerana (Michener & Boongird, 2004), satu spesies yang diintroduksi, yaitu
A. mellifera.
Apis cerana merupakan serangga sosial yang hidup dalam koloni. Setiap
koloni terdiri dari ratu (queen), jantan (drone), dan pekerja (worker). Setiap kasta
mempunyai tugas masing-masing dalam koloni (Gary, 1992). Dalam koloni
A. cerana dan A. mellifera terdapat lebah pekerja yang berjumlah 30.000-60.000
7
individu. Lebah ratu A. cerana berjumlah 1 individu dalam koloni. Ukuran tubuh
lebah ratu lebih besar dari ukuran tubuh lebah jantan dan pekerja. Ukuran sayap
lebah ratu lebih pendek (Gojmerac, 1983). Lebah ratu dan pekerja A. cerana
terbentuk dari telur yang dibuahi sperma. Ovarium lebah ratu mengalami
perkembangan, yang menghasilkan telur untuk calon ratu, jantan, dan pekerja
(Free, 1982).
Apis cerana pekerja adalah lebah betina yang ovariumnya tidak
berkembang, sehingga tidak menghasilkan telur. Lebah jantan A. cerana memiliki
ukuran tubuh lebih besar dan warna lebih gelap dibandingkan dengan lebah ratu
dan pekerja (Gojmerac, 1983). Lebah jantan akan melakukan perkawinan dengan
lebah ratu dan mati setelah kawin, disebabkan karena abdomen terkoyak pada saat
kopulasi (Free, 1982). Aktivitas lebah pekerja A. cerana dibedakan berdasarkan
tempatnya, yaitu di dalam sarang dan di luar sarang. Tugas di dalam sarang seperti
merawat sarang, merawat ratu, dan menerima nektar. Tugas di luar sarang berupa
menjaga koloni, mengatur suhu, dan mencari pakan (Darmayanti, 2008).
Nektar merupakan sumber karbohidrat dan polen merupakan sumber
protein bagi lebah A. cerana. Pakan tersebut digunakan untuk perkembangan
koloni, perawatan ratu, peningkatan produksi telur, dan cadangan makanan
(Herbert, 1992). Nektar disimpan oleh lebah dalam abdomen yang digunakan
untuk pertumbuhan, berkembang biak, sumber energi untuk terbang, dan menjaga
suhu tubuh dan koloni (Winston, 1987).
Biologi Trigona laeviceps Smith
Klasifikasi lebah Trigona laeviceps sebagai berikut (Michener, 2000):
Kingdom
: Animalia
Filum
: Arthtropoda
Kelas
: Insecta
Ordo
: Hymenoptera
Family
: Apidae
Tribe
: Meliponini
Genus
: Trigona
Spesies
: Trigona laeviceps Smith
8
Di seluruh dunia, stingless bees terdapat 23 genus dan 18 sub genus yang
terdiri dari 374 spesies. Di Asia telah diketahu 43 spesies stingless bees yang
terbagi dalam 2 genus, yaitu Lisotrigona dan Trigona sp. (Subfamili Apinae).
Stingless bees termasuk lebah eusosial tingkat tinggi dan merupakan lebah
berukuran kecil (2.1 mm). Trigona pada umumnya menjadi serangga penyerbuk
utama pada bunga yang berukuran kecil (Michener 2004). Trigona (Tetragonula)
laeviceps (lebah jet-black) dengan panjang tubuh lebah pekerja ialah 4.8-5 mm
(Chinh et al. 2005).
Dalam koloni lebah T. laeviceps terdapat 3000 lebah pekerja, ratusan lebah
jantan, dan beberapa lebah ratu. Lebah pekerja juga bertugas mencari sarang yang
baru di dalam pohon. Jarak antara sarang lama dengan sarang baru kemungkinan
kurang dari 20 m. Selain membangun sarang baru, lebah pekerja juga mencari
resin (propolis), menjaga sarang, dan membangun tempat menyimpan cadangan
makanan (Inoue et al. 1984).
Sarang T. laeviceps terdapat di dalam rongga pohon yang berdiamater
30-50 cm, ukuran silinder rongga sarang 8-11 cm, dan panjang 40-90 cm. Sarang
lebah T. laeviceps juga ditemukan pada cekungan batu. Lubang pintu masuk ke
dalam sarang terbuat dari lingkaran tipis berwarna hitam dan lengket. Pada pohon,
lubang pintu masuk sarang berkisar 2-4 m dari tanah. Dinding bagian dalam
sarang dilapisi bahan berwarna hitam dengan ketebalan 1-2 mm dan ruangan
tempat menyimpam telur berbentuk oval dengan panjang 4.5-5 mm disusun dalam
kelompok amorf. Beberapa kelompok lebah T. laeviceps bertugas menyediakan
makanan. Madu dan polen disimpan pada ruangan terpisah dengan ukuran
ruangan yang sama (silinder 5-7 mm, tinggi 12-15 mm), tetapi ruangan
menyimpan polen lebih dekat dengan sel-sel telur. Total volume pakan (polen dan
madu) yang disimpan di dalam sarang berkisar 1.0 sampai 5 liter
(Chinh et al. 2005).
Peranan Lebah Apis cerana dan Trigona laeviceps sebagai Penyerbuk
Tanaman Stroberi
Lebah madu, Apis spp. merupakan serangga penyerbuk pada tanaman
Angiospermae dan tanaman di lahan pertanian (Kremen et al. 2002). Lebah madu
9
dan beberapa spesies lebah liar mengunjungi tanaman stroberi untuk mencari
nektar dan polen. Meskipun banyak spesies serangga mengunjungi bunga stroberi,
tetapi hanya lebah yang mampu mentransfer serbuk sari secara efektif. Bunga
stroberi membutuhkan 16-25 kunjungan lebah. Sebagian besar petani dan
pengusaha yang konsisten menggunakan koloni lebah madu sebagai serangga
penyerbuk pada tanaman stroberi akan memperoleh keuntungan berupa
peningkatan produksi per hektar. Suhu yang rendah akan mengurangi jumlah
kunjungan serangga dan memperlambat perkembangan (Demchack, 2012).
Penyerbukan adalah proses yang penting dalam pembentukan biji dan
terbentuknya variasi genetik keturunannya (William & Adam, 2000). Kehadiran
lebah juga dapat meningkatkan hasil buah pada tanaman (Klein et al. 2003).
Aktivitas foraging A. cerana dan A. mellifera pada 13 kultivar tanaman stroberi
dipengaruhi oleh kuantitas nektar yang dihasilkan (0.020-0.735 μl/bunga/hari),
konsentrasi gula dalam nektar (30-42%), dan kandungan gula dalam nektar
(0.006-0.2898 mg/bunga/hari) (Abrol, 1992). Penelitian Chang et al. (2001)
menunjukkan lebah A. mellifera dan A. cerana mampu meningkatkan 45% buah
stroberi. Roselino et al. (2009) juga melaporkan lebah Scaptotrigona aff. depilis
dan Nannotrigona testaceicornis efektif menyerbuki tanaman stroberi, sehinga
terjadi peningkatan ukuran buah (panjang 9.8 cm dan bobot 11.2 gr) dibandingkan
kontrol (panjang 5.5 cm dan bobot 10.6 gr). Penyerbukan S. aff. depilis dan
N. testaceicornis pada tanaman stroberi menurunkan pembentukan buah abnormal
(4%) dibandingkan kontrol (23%).
Serangga polinator lain, seperti Osmia spp., Halictus sp. Eristalis spp. juga
memiliki peranan penting terhadap penyerbukan tanaman stroberi di daerah Utah,
Amerika Serikat (Nye & Anderson, 1974). Lebah Eristalis cerealis juga
dilaporkan digunakan untuk penyerbukan tanaman stroberi di rumah kaca di
Jepang (Matsuka & Sakai, 1989).
Perilaku Kunjungan Lebah Penyerbuk
Serangga penyerbuk mengunjungi bunga untuk mencari pakan berupa
nektar dan serbuksari (Barth, 1991). Serangga penyerbuk memerlukan sumber
pakan yang digunakan untuk metabolisme tubuh serangga, membuat sarang, dan
10
reproduksi (Schoonhoven et al. 1998). Perilaku kunjungan serangga penyerbuk
dalam mengunjungi bunga juga dipengaruhi oleh persaingan dengan serangga
penyerbuk lainnya dalam mendapatkan pakan (Raju & Ezradanam 2002;
Fahem et al. 2004).
Lebah madu dapat melakukan aktivitas mencari pakan dengan jarak
tempuh 2-3 km (Amano et al. 2000). Pada tanaman cabai (Capsicum annum),
A. cerana mengunjungi 1-8 tanaman dalam sekali perjalanan, Bombus auratus
sebanyak 22 kunjungan, sedangkan Halictus lanei sebanyak 4 kunjungan
(Raw, 2000). Tangmitcharoen et al. (2006) melaporkan bahwa foraging rate
T. laeviceps dan A. cerana pada tanaman jati masing-masing 4.36±1.0
bunga/menit dan 15.13±2.3 bunga/menit. Waktu yang dibutuhkan A. cerana untuk
mencari polen tanaman buah cherry sekitar 3.25 menit/bunga (Gupta et al. 1990).
Pada bunga pala, lama kunjungan A. cerana yaitu 4.68±4.04 menit/bunga, total
waktu kunjungan yaitu 2.42±1.43 menit/bunga, sedangkan Trigona spp. ialah
1.94±1.48 menit (Masfufah, 2010). Lama kunjungan T. laeviceps pada tanaman
Tectona grandis yaitu 21.0±7.31 detik/bunga (Tangmitcharoen et al. 2006).