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世界のさとうきび栽培管理技術について

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最終更新日:2010年3月6日

砂糖類ホームページ/国内情報

今月の視点
[2006年8月]

【調査・報告〔生産/利用技術〕】

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
近畿中国四国農業研究センター 広域農業水系保全研究チーム 石川 葉子
九州沖縄農業研究センター バイオマス・資源作物開発チーム  境垣内岳雄
九州沖縄農業研究センター バイオマス・資源作物開発チーム  松岡  誠
畜産草地研究所 飼料作環境研究チーム            安藤象太郎
独立行政法人国際農林水産業研究センター 生産環境領域     松本 成夫

1.はじめに
基調講演(1日目)
セッション1.持続的なさとうきび生産のための新技術(2日目)
セッション2.株出し収量の低下と株出し管理(2日目)
セッション3.さとうきびの生育と生産性のモデル化(2日目)
セッション4.土壌管理と植物残さの利用(4日目)
セッション5.環境保全への挑戦とさとうきび生産者の戦略(4日目)
ポスター発表
おわりに
参考文献等

はじめに

 国際甘蔗糖技術者会議(ISSCT:International Society of Sugar Cane Technologists)は1924年に設立されて以来、さとうきびと甘蔗糖業に関わる研究者や技術者、企業などの情報交換の場として重要な役割を果たしている。3年ごとに開かれる大会の他に、分野ごとに開かれるワークショップがある。
 今回の栽培分野のワークショップは、タイ東北部のコンケン市のソフィテルホテルで開催された。ワークショップへの参加者は16ヶ国から92名、内訳としては、開催国であるタイからが最も多く半数程度を占めたほか、主要なさとうきび生産国であるブラジル、インド、オーストラリア、アメリカ合衆国、南アフリカ共和国からの参加者が目立った。日本からは6名が参加した。ワークショップが開かれたタイやコンケン市周辺のさとうきび作・糖業事情については次号に譲り、今号ではワークショップでの発表および議論から、世界のさとうきび栽培管理技術について報告したい。

写真1 ワークショップの参加者たち(ミトポン製糖工場にて)

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基調講演(1日目)

 最初に、タイ甘蔗糖技術者会議のChalermpol Lairungrueng会長が、タイにおける持続可能なさとうきび生産についての講演を行った。
 続いて、南アフリカ共和国糖業研究所(SASRI)の作物栄養・土壌部長である Jan Meyer博士が、過去40年のさとうきび栄養研究の進展と新たな挑戦についての講演を行った。博士はさとうきび栄養研究を振り返り、1980年までを化成肥料投入に大きく依存した時代とするならば(実際、窒素の投入量は1981年にピークを迎えている)、1980年から1995年までは個々の土壌の特性に目を向けるようになった時代であり、1995年からは土壌の生物性に注目するようになった時代であると述べた。SASRIの作物栄養・土壌部は、糖業関係者に施肥について助言するサービスを行っており、さとうきび生産者から送られる大量の植物および土壌サンプルを分析し、生産者に対し、低コストで効率のよい施肥量を指導している。窒素のように収量への影響が見えやすい栄養分だけでなく、微量養分も考慮に入れて総合的な施肥を行うことが、さとうきび栽培の改善につながると実感された。

セッション1.持続的なさとうきび生産のための新技術(2日目)

 オーストラリアから新しいさとうきび栽培体系の取り組みが報告された。オーストラリアのさとうきび収量は1970年代初期までは増加を続けていたが、それ以降30年もの間、頭打ちとなっている。原因の一端は、長期間にわたるさとうきび単一栽培による土壌の生産能力の低下にあると言われていた。しかしながら、オーストラリア連邦科学工学研究機関(CSIRO)やオーストラリア・サトウキビ試験場事務局(BSES)などが集まって1993年に設立された「サトウキビ単収向上対策委員会」(SYDJV:Sugarcane Yield Decline Joint Venture)は、収量低下が単一栽培によってのみ起こったのではなく、それまでのさとうきび栽培法自体にも原因があると指摘した。環境に配慮した持続可能なさとうきび生産を目指すべく、SYDJVは1999年から2005年の期間に、トラクターなど農業機械の通過を制限することによる根域周辺の土壌圧迫の軽減、最少耕起法、マメ科作物との輪作の試験を行った。マメ科作物との輪作を行った区などでは収量の増加が認められた。また、これらの栽培体系により従来の栽培体系と比較して、かなりのコスト削減を達成できるとのことであった。
 タイのミトポンサトウキビ研究所(Mitr Phol Sugarcane Research Co. Ltd.)からさとうきびを二条に植える栽培法(dual row planting)について報告があった。二条植えは、初期成長の遅いさとうきびの群落を早く閉じて雑草を抑制する効果があると言われている。今回の発表では、通常の畝間100cmの一条植えと、畝間110cm、条間50cmの二条植えを比較し、二条植えで収量が増加したことが報告された。
 インドのタミルナドゥー農業大学からはさとうきびの植え付け法であるチップ芽法についての報告があった。本法は、栄養繁殖のさとうきびならではの技術で、慣行法の二芽苗では収穫物の10〜12%が種苗に使われることになる現状を改善するため、芽とその周辺の茎のみを残したチップ芽(芽とその周辺のみを種苗として使うことで、節間の部分を製糖原料として使うための技術)を育苗することにより、種苗に使われる茎を節約するというものであるが、労働賃金の高い日本では現実的でない技術という印象を持った。
 アメリカ合衆国フロリダ大学(フロリダサトウキビ生産者協同組合らとの共同発表)の発表からは、トリネキサパックエチルという薬剤によってさとうきびの節間長が短くなり、薬剤処理した種茎を機械植えすると、萌芽率が向上したという結果が報告された。トリネキサパックエチルは小麦や大麦などの草丈の成長を抑え倒伏を防ぐ効果があるため植物成長調節剤として使われる薬剤であり、筆者の1人も小麦に使用した経験がある。さとうきびでは成長を抑え糖度を上げる登熟促進剤*としての効果が知られている。なお、前回(2005年)グアテマラで開かれたISSCT大会では、ブラジルからトリネキサパックエチルを登熟促進剤として試験した結果が報告されている。
*さとうきびの登熟は、低温、水ストレス、養分ストレス、日長の短縮などの条件により促進されるが、収穫前にそれらの条件が必ずしも得られない地域では、登熟促進剤を使用する場合がある。除草剤として開発されたグリフォサートも、さとうきびの登熟促進剤として使われることのある薬剤である。

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セッション2.株出し収量の低下と株出し管理(2日目)

 さとうきびの栽培方法は、種苗を植え付け、収穫する新植栽培と、収穫後に地下芽子を肥培管理して萌芽させ、収穫する株出し栽培に大別される。株出し栽培は地下芽子を萌芽させるため、毎年植え替える必要がない利点がある。株出し栽培を続ける年数はそれぞれの産地の事情によって異なるが、一般的に株出し栽培を続けると収量が下がることが知られている。
 タイのコンケン大学からは、東北タイの有機物含量と水分保持力が低い砂質土の問題を解決する手段として、緑肥作物を作付けしてすき込むことによる有機物の投入や、点滴灌漑による株出し収量向上の取り組みが報告された。
 オーストラリアのSYDJVからは、窒素肥料などを大量に投入する栽培環境では、土壌の質の低下が施肥の効果に隠れ、収量低下を起こしてもおかしくない状態の土壌においても収量が下がらない場合があるとの報告があった。農業の環境問題に対する説明責任が求められている近年の状況を考えると、土壌の改善を行わず、肥料の多投入でしのぐ栽培方法が許されなくなることは明らかであろう。
 アメリカ合衆国の農業研究所からの報告では、視点の異なる収量低下の報告があった。さとうきび収穫後に残さを圃場に残すことは、土壌中の有機物の増加などに有効であるなどの知見があるが、株出し栽培で、ヘクタール当たり4.5から13トンの収量低下が確認されたとのことで、考えられる原因としてさとうきび残さから溶け出してくる物質(この報告では安息香酸)による自家中毒が挙げられた。対策として、少なくともさとうきび残さを畝間に移動させることが提案された。アメリカ合衆国のさとうきびはハワイを除けばその大半がルイジアナ州やフロリダ州など温帯で栽培されるため、さとうきび残さが冬季、温度の低い湿潤な環境におかれる特殊な状況にあることが原因と思われる。鹿児島県種子島はルイジアナ州、フロリダ州と同様に、温帯でさとうきびを栽培している。収穫後の残さ処理の研究事例は、日本での株出し栽培の改善に参考になると思われる。

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セッション3.さとうきびの生育と生産性のモデル化(2日目)

 作物の生育改善および収量向上のために栽培管理方法を改良するには、気象や土壌条件が作物の生育に与える影響を定量的に把握する必要がある。統計学的方法が有効な手法であるが、環境要因から作物の生育を説明できる関係式が得られたとしても、その関係式を得るために使われたデータの範囲を超えて適用することができないという難点がある。作物の生育モデルはこれまでに得られた知見を体系化・総合化して積み上げたもので、モデルから得られた推定値を実測値と比較することで、環境要因が作物の生育に影響を及ぼすメカニズムを解明するとともに、作物の生育および収量の予測をはかるものである。
 モデル化の試みがさとうきび研究に取り入れられたのは、1990年代初期と比較的その歴史は浅く、最初は他の作物で得られた生理学的知見を借りてモデルの理論的枠組が構築されることが多かった。その後さとうきびに関する知見が増大するに伴い、さとうきび生育モデルがオーストラリアと南アフリカ共和国の研究者を中心に開発されてきた。
 そのオーストラリアと南アフリカ共和国から、代表的なさとうきびのモデルであるカネグロモデル(Canegro)とAPSIM-サトウキビモデル(Agricultural Production Systems Simulator)を使った仕事が報告された。カネグロモデルは、南アフリカ共和国のさとうきび生産者や製糖業者からの要望に応えて開発されたさとうきびの生育モデルである。日射量、水、気温を制限要因として、さとうきび収量、ショ糖含量、バイオマス(物質生産量)、窒素利用および水利用を予測する。またAPSIMモデルは、さとうきび収量、ショ糖含量、バイオマス、水利用、窒素吸収量、植物体内の炭素と窒素の分配を予測する。
 今回のこのセッションでは、発表者と質疑応答者の出身国に偏りがあり、モデルを積極的に利用している国とそうでない国の関係者で温度差が生じているように感じた。

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セッション4.土壌管理と植物残さの利用(4日目)

 今回のワークショップで最も中心的にとりあげられた話題の一つは、グリーンケーン収穫と残さによる土壌表面の被覆(GCTB:Green Cane Trash Blanketing)であった。
 さとうきびの収穫方法には、そのまま収穫して梢頭部や葉を畑に落とすグリーンケーン収穫と、収穫前に火を入れて葉を除去する火入れ収穫がある。火入れには収穫効率を高める効果があるため、さとうきび生産国で一般的に行われてきた。しかしながら、大気汚染をはじめとする環境問題への懸念や、還元糖の割合が高くなることによる品質低下のため、火入れ収穫が主流であった地域でも、グリーンケーン収穫へ移行しつつある。なお、日本においては、現在、火入れ収穫は行われていない。
 セッション参加者からは、グリーンケーン収穫では葉や残さが畑に残るため、雑草の抑制、土壌中の有機物の増加などさとうきび栽培にとって好ましい効果があるとの報告がされた。
 また、土壌管理としては、硫酸性の土壌(オーストラリア北ニューサウスウェールズ)にさとうきび残さのすき込み、高いpHとナトリウム濃度の土壌(タイ)に対して最少耕起法などが提案された。
 有機物の投入に関しては、さとうきび収穫残さ(葉、梢頭部など)、製糖工場排出物(バガス、フィルターケーキ)、前作の作物(大豆、ピーナッツ、緑肥など)、その他(コンポストなど)の施用による収量増加、雑草の抑制、土壌肥沃度向上が報告されたが、さとうきびのブリックスが低下した報告もあった。

写真2 さとうきび前作の緑肥作物キマメ

 

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セッション5.環境保全への挑戦とさとうきび生産者の戦略(4日目)

 1992年にブラジルのリオデジャネイロで「環境と開発に関するリオ宣言」が採択されて以来、農業が引き起こす環境負荷の軽減は農業関係者にとって大きな課題である。
 環境がテーマのこのセッションは、世界自然保護基金(WWF)代表による、持続可能なさとうきび生産を続けるための世界のさとうきび産業全体の取り組みについての報告で始まった。2005年6月、ロンドンで「よりよい砂糖会議(Better Sugar Meeting)」という国際会議が開かれた。世界のさとうきび業界からおよそ30の関係団体、関係者らが集まったこの会議は、国際金融公社(IFC)とWWFが重要な農産物(大豆、綿、砂糖、パーム油など)について共同で進める取り組みである「よりよい管理技術(BMPs:Better Management Practices)」の一環として行われ、さとうきび生産が社会と環境に及ぼす影響を明らかにし、問題への最善の取り組み方を議論することが目的であった。この会議ではさとうきび生産から加工までを対象とした議論が行われたが、今回の栽培分野のワークショップにおいては、土壌の健康の確保が最優先事項であること、また、環境に関わる重要な事項として、水利用、畑からの流出物、野生生物の生息地の破壊が取り上げられた。
 先のBMPsに関連する具体的な取り組みについては、南アフリカ共和国から報告があった。1991年に同国のクワズルナタール州で始まったモンディ湿地帯プロジェクトは、湿地帯の再生・利用から政府との協力まで行っており、非政府主導の最も成功している湿地帯プロジェクトと言われている。農業分野はその活動の焦点の1つであり、2004年にはヌーズバーグサトウキビ生産者の会(NCG:Noodsberg Cane Growers)と連携して、NCGが1998年から実行しているISO14001*に基づく「環境マネジメントシステム(EMS:Environ mental Management System)」の指針改良などを行っている。オーストラリアからは、国内最大のさとうきび産地であるクイーンズランド沿岸が、世界遺産のグレートバリアリーフに接していることから、さとうきび栽培が原因となって起こる肥料や農薬の流出量についての発表があった。
 また、モーリシャス製糖産業研究所から、除草剤の使用量を減らすために、散布時期の調整はもちろんのこと、機械的防除や前述のグリーンケーン収穫と残さによる被覆が有効であることが報告された。
 いずれの発表からも、環境への配慮が、今や世界のさとうきび栽培管理における優先事項の一つとなったと感じられた。
*別の名を環境マネジメントシステム規格という。国際標準化機構(ISO)が定める、組織活動、製品およびサービスの環境負荷の低減といった環境パフォーマンスの改善を実施するためのシステム(EMS)作りに必要な規格のこと。

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ポスター発表

 日本からは、九州沖縄農業研究センターのバイオマス・資源作物開発チーム・サトウキビ育種ユニットが実施した研究を、本稿の筆者である境垣内が発表した。乾燥地で有用な形質である深根性の指標として茎根に着目して、高バイオマス量サトウキビ系統である97S41と代表的な製糖品種である農林8号をポット試験で比較し、97S41では茎根の伸張方向が垂直なのに対して農林8号では水平であったことを報告した。
 筆者の一人である石川は、近畿中国四国農業研究センターと畜産草地研究所による研究を発表し、飼料など、製糖以外の場面でさとうきびを利用する場合に重要と考えられる窒素関係の形質について報告した。
 また、筆者の一人である松本は、タイのコンケン作物研究センターとのタイ東北部での共同研究においては、収穫後の株の根切りが1回目の株出し収量を改善したが、2回目の株出しでは著しい収量低下により改善効果が見られなかったことを報告した。

写真3 ポスター発表

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おわりに

 筆者の一人である石川は、1992年のリオ宣言を受けて発足した、「かけがえのない地球を大切に」がテーマの中学生、高校生を対象にした作文コンクール(WWFジャパン主催)に応募したことがきっかけで、農業研究の世界に入ることになった経緯があり、リオ宣言以降、どのような圧力が農業現場にかかり、どのような環境問題への取り組みとつながってきたかには強い関心がある。
 農業は、太陽エネルギーを集積、収穫、利用する産業である。自然と直接関わりあう産業であるだけに、環境を破壊すればその影響がすぐにも返ってくる環境問題の最前線でもある。さとうきびはプランテーション農業*を代表する作物であり、環境破壊のイメージを持たれることも少なくないが、ブラジルの例を見るまでもなく、砂糖以外にもエネルギーとしての利用が可能な未来のある作物でもある。さとうきびがこれまで以上に人間にも地球環境にも有益な作物となるかどうかは、人間がさとうきびを利用する姿勢によるところが大きい。我々、さとうきび研究にたずさわる者の責任をかみしめながらの帰路となった。
*プランテーション農業とは17、18世紀以降の先進資本主義国列強による植民地化の過程で、熱帯・亜熱帯アジア、アフリカ、ラテンアメリカなどの地域を中心に形成された大土地所有に基づく単一作物企業農園であり、綿花、葉たばこ、さとうきび、パイナップル、バナナなどの熱帯・亜熱帯作物が、単一で大規模に栽培される(モノカルチャー)ことが多い。

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参考文献等

* オーストラリア・サトウキビ試験場事務局(BSES)(www.bses.org.au/bses)
* オーストラリア連邦科学工学研究機関(CSIRO)(www.csiro.au)
* 堀江武.1981.気象と作物の光合成、蒸散そして生長に関するシステム生態学的研究.農業技術研究所報告A 第28号
* http://sugar.alic.go.jp/japan/view/国際甘蔗糖技術者会議(www.issct.org/index.htm)
* 世界自然保護基金(WWF)(www.panda.org/index.cfm)
* 世界大百科事典・年鑑・便覧 Ver 2.01.0 Hitachi Digital Heibonsha
* http://sugar.alic.go.jp/japan/view/日本適合性認定協会(www.jab.or.jp/mas/index.html)
* http://sugar.alic.go.jp/japan/view/南アフリカ共和国糖業研究所(SASRI)(www.sasa.org.za/sasri/index.asp)
* モンディ湿地帯プロジェクト(www.wetland.org.za)
* Lisson, S.N., Inman-Bamber, N.G., Robertson, M.J. and Keating, B.A. 2005. The historical and future contribution of crop physiology and modelling research to sugarcane production systems. Field Crops Research 92: 321-325

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