徳之島における線形計画法による最適複合経営モデルの策定と農地造成による合理的土地利用の新展開（平成18年度砂糖に関する学術調査から）

　本調査は、徳之島におけるさとうきび農業の振興に資するため、線形計画法を用いた最適複合経営モデルを策定し、さらに、農地造成を行ったさとうきび農家の事例調査を実施し、担い手の新たな営農展開を確認したものである。

　 徳之島におけるさとうきびが、(1)飼料としての価値が高く評価されていること、(2)保険作物として位置づけられ、安定した収入を得られるということ、(3)肥料として重要視されていることなどのプラス要因を有している。さらに、子牛価格の下落によってもさとうきびの栽培面積が大幅な増加が見込めないものの、現実的には繁殖牛経営においては資金制約が厳しく、さとうきび栽培が現実に即した営農体系であると言える。

　 また、農地造成した農家は、さとうきび単作から他作物との複合化を図り、担い手を確保し、規模拡大と所得増加を達成していることが判明し、さとうきびを中心にした農業発展を図るには、労働効率を図るための農地の整備と造成が不可欠であると考えられる。

第1節　はじめに

　 鹿児島県徳之島は、農地が狭く不整形で、農業用水が不足し、台風の常襲地である。大消費地の市場から遠隔地であるために、栽培作物が制約され、ほとんどの農家がさとうきびを作付けしている。そのさとうきびの1戸あたり平均収穫面積は沖縄県と比較して小さいが、農地造成地区では、近年さとうきびハーベスターの普及とともに、さとうきびと他作物を組み合わせた大規模複合経営が増加している。

　 徳之島でのさとうきびの地域経済波及率は、農業産出額の約4倍とされており、代替作物や代替産業が少ないこの地域では、さとうきびは重要な作物である。しかし、徳之島でも農業生産者の高齢化が進行しており、農業の担い手不足が深刻な問題であり、農地造成による効率的なさとうきび営農が望まれている。

　 そのような徳之島の一般的な農業動向のなかで、近年、和牛の子牛価格が高騰していることもあり、繁殖牛部門との複合経営や、ばれいしょやしょうがを導入した複合経営が増加しつつある。

　 本報告は、(1)徳之島の農家実態調査で得られた数値データを基に、線形計画法を用いて、子牛価格の高騰と将来の下落を考慮した最適複合経営モデルの設計を行い、(2)さらに、農地造成により効率的な農地利用を可能にした農家が、どのような新たな農業経営を展開しているのか解明したものである。

第2節　徳之島におけるさとうきび栽培の概要と本調査研究の必要性

　 徳之島は面積247.8平方キロメートル、人口約2万8,000人の島である。航空距離は本土から492キロメートルあり、奄美大島の南西海上に位置している。島の中央を山脈が走り、行政区域は3つの町（徳之島町・伊仙町・天城町）に分かれている。島の総面積は奄美大島本島の3分の1に過ぎないが、耕地面積は約6,890haと群島最大である。奄美群島最大の耕地面積を活かし、さとうきびを基幹作物に、ばれいしょ、しょうがなどの野菜、肉用牛の繁殖牛部門との複合経営が行われている。

　 徳之島のさとうきびの収穫面積は3,817ha（2004年）で、さとうきびの生産額は42.3億円と徳之島の農業粗生産額の42.5％を占める。徳之島農業において、さとうきびは基幹品目として位置づけることができる。

　 一方、繁殖牛部門をみると、飼養頭数や飼養実農家数は減少しているが、1戸あたり飼養頭数が増加している。近年、新規参入者が大規模繁殖牛経営を行ったり、後継者がいる農家が繁殖牛を増やしたりしているからである。花きや野菜、果樹は小規模で行われており、徳之島農業においては繁殖牛とさとうきびを組み合わせた新たな複合経営モデルが展開されつつあり、さとうきびと繁殖牛が重要な作目となっている。（図1）。

　 さとうきび生産をみると課題もある。例えば、さとうきび生産農家の減少（図2）と、さとうきびから飼料作や他作物への転換によるさとうきび生産の傾向的減少が指摘できる。また単収も減少傾向にある。さとうきび生産量の減少とともに、製糖工場の操業率も低下し、地域経済に深刻な影響を及ぼしている。

　 また、生産者の高齢化も進行しており、60歳以上の生産者が5割を超えている。また大規模経営の育成が進む一方で、1ha未満の農家が依然として6割以上を占めており、零細農家が多い。
　 また以前は、さとうきびは手刈りが主流であったために、梢頭部を家畜の飼料に利用するという点でさとうきびの有効利用がなされていたが、最近、刈り取り作業から委託によるハーベスター収穫に移行する中、梢頭部の確保が困難となってきている。

　 このように徳之島において、さとうきびは今でも重要な基幹的品目ではあるが、種々の生産構造の問題を抱えており、新たな経営モデルの構築が望まれている。

　 特に、子牛価格の高騰と将来予想される下落は、さとうきび栽培と飼料作物栽培との土地利用を巡る競合を誘発していることから、過去の営農方式の再編を迫る最適経営のモデル化が必要になる。また、農業労働力不足への対策として農地の効率的な利用を可能にする農地の整備と造成後の営農方式の分析が必要になっている。

　 以上のように徳之島では、現在、(1)最適複合経営モデルの策定と(2)農地造成による新たな営農モデルの分析が必要になっており、この2つの必要性を踏まえて実施したのが、本調査研究である。

図1　さとうきびと繁殖牛の複合経営モデル

図2　徳之島のさとうきびの状況

第3節　線形計画法による最適複合経営モデルの策定〜初期条件と目的関数の設定〜

線形計画法を用いて個別農家の最適複合経営モデルを策定する。

(1)まず、実態調査から得られた徳之島の現在の平均的農家像を前提にした最適複合経営モデルを策定する。すなわち、現状の土地所有、労働力保有、さとうきびの手刈りを中心にした技術体系、現状の価格水準を前提にした複合経営モデルである。

(2)次に、将来の価格下落と借地、技術条件を前提にしたモデルを策定する。すなわち、将来の子牛価格をBSE発生（平成13年10月）以前の35万円と想定し（図3）、借地の制約を除いた土地利用、さとうきびの収穫をハーベスター作業委託にした技術体系を前提にし、繁殖牛の2段階の多頭化に対応した技術体系を考慮した発展的複合経営モデルである。

図3　BSE前後の子牛価格の変化

ちなみに、両モデルにおけるさとうきびの栽培方式は、春植え、夏植え、株出しのそれぞれをモデルに組み込んでいる。

実施した聞き取り調査によると徳之島の平均的な農家の経営規模は、1haである。そこで1haを自作地面積の初期条件とする。一方、借地面積の制約を設定する場合は、徳之島の平均借地面積である1.2haを上限とした。

収益係数、労働時間については、基本的に鹿児島県等の資料を使用し、農業資材や単収、単価等を最近の値に更新して、徳之島の現状に合うように改定した。収益係数（ほぼ所得概念）は以下のとおりである。さとうきび手刈りの春植え26.263千円／10a、夏植え51.496千円／10a、株出し73.650千円／10a、春植えさとうきびハーベスター収穫8.823千円／10a、夏植えさとうきびハーベスター収穫24.327千円／10a、株出しさとうきびハーベスター収穫44.690千円／10a、現状の繁殖牛352.496千円／1頭、子牛価格下落後の繁殖牛231.894千円／1頭。なお、労働力保有については、基幹労働力として経営夫婦2人を想定している。

以上の状況を考慮して、所得を最大化するような目的関数は次のとおりである。

(1)手刈りの場合
Z＝　26.263x1＋51.496x2＋73.650x3＋352.496x4
−49.929x5−0.096x8−10x9−0.05x10−Σ0.725（毎月0.725千円／1時間）

(2)子牛価格が35万円でハーベスター作業委託の場合
　 Z＝　8.823x1＋24.327x2＋44.690x3＋231.894x4
　 −49.929x5−0.096x8−10x9−0.05x10−Σ0.725y


ただし、
x1：さとうきび春植え作付面積（単位：10a）
x2：さとうきび夏植え作付面積（単位：10a）
x3：さとうきび株出し作付面積（単位：10a）
x4：繁殖牛（単位：1頭）
x5：自給飼料作（単位：10a）
x6：子牛頭数（単位：1頭）
x7：育成牛頭数（単位：1頭）
x8：粗飼料購入（単位：TDN1kg）
x9：借地（単位：10a）
x10：借り入れ（単位：千円）
y　：各月の雇用労働時間（単位：1時間）
ただし、x6（子牛頭数）とx7（育成牛頭数）の収益係数は、x4（繁殖牛）の収益係数に一定の比率で組み込まれている。



第4節　最適複合経営モデルの策定とその変化要因

1．基本的複合経営モデル〜手刈りで借地に制約がある場合〜
　 借地面積の制約（上限）を、徳之島の平均借地面積の1.2haに設定した場合の最適複合経営モデルを表1に示す。夫婦2人で、102aを借地し、187.1aの面積で飼料を栽培し、11頭の繁殖牛を飼養し、夏植えさとうきびの栽培面積を14.9aにするのが最適な経営モデルになっている。
　 近年の子牛価格の高騰により、飼料作物の作付面積が拡大していることがさとうきびの作付面積を少なくしている。しかし、堆肥の施用との関連で、完全に飼料作に転換する訳ではないことから、さとうきび栽培が残っている。

表1　現状の耕畜連携モデル

2．発展的複合経営モデル〜子牛価格下落後のハーベスター作業委託と借地無制限の場合〜
　 次に、将来の想定として子牛価格が35万円に下落し、借地制約がなくなり、しかもハーベスター作業委託をする場合の最適複合経営モデルを表2に示す。同表では、2つの技術水準を想定している。繁殖牛が40頭（Aタイプ）と30頭（Bタイプ）の2段階の技術水準を前提にモデルの策定を行なった。

　 最適モデル設計とそれを補完する実態調査から、さとうきびの利点として次の3点の特徴を指摘できる。

　 第1の特徴は、徳之島ではさとうきびの飼料としての価値が高く評価されていることである。さとうきびの梢頭部は飼料として利用されているため、ハーベスター作業委託の場合でも、一部分をわざわざ手刈りする農家も存在している。また購入した飼料よりも、梢頭部の飼料としての価値が高いと考えられている。今でもさとうきびの収穫を手刈りで行っている農家で、繁殖牛を飼養していない農家は、地域の繁殖牛農家に梢頭部を分け与えている事例もある。実際、聞き取り調査を行った農家の中には、さとうきびの梢頭部を飼料として与えた牛の肥育段階での評価が高いと言う人も多かった。製糖工場では、梢頭部を1kg2円で繁殖牛農家に販売している。製糖工場での聞き取り調査で、梢頭部販売時には繁殖牛農家が長い列をつくるほどの需要があるということが分かった。

　 第2の特徴は、徳之島ではさとうきびを保険作物として位置づける傾向にあることである。今までの価格制度では、最低生産者価格が定められていたため、たとえ他の作物と比較して収益性が低くても最低限の収入は得られると考えている農家が多く存在した。また、他の作物の場合は、台風の被害にあった場合、全滅する可能性が高いが、さとうきびの場合は台風や干ばつにも比較的強い作物であるために、全滅する恐れが少ない。その点からも、さとうきびを少しでも植えておけば安心であるという考えが根強い。価格の面で付け加えるならば、他の作物であれば価格の上昇もあれば暴落もあるが、少なくてもさとうきびの場合は常に安定した収入を得られるということもあった。

　 第3の特徴は、さとうきびは肥料としても利用可能で、農家もそれを重要視していることである。さとうきびを土壌改良剤としてみなす農家も多く、ばれいしょを植えていた圃場に、後作としてさとうきびを植えつけるという輪作体系で生産している農家も多い。手刈りをしている農家は、不要な梢頭部や枯葉等を他の圃場に運んだり、そのまま圃場に放置したりすることで自然に肥料にしている。農家の活動以外でも、製糖工場も肥料化に関わってきている。製糖段階で生じる絞り粕である副産物のバガス等を地域の肥料センターに無償で提供している。堆肥を生産している施設は2つあり、天城町農協堆肥センターで生産している堆肥は、主にさとうきび、ばれいしょ、果樹農家で使用されている。もう1つの南国パワーでは、2〜3月に堆肥を購入・散布する場合、20袋／10a分の費用が町から助成されており、その理由は、春植え面積拡大につなげるためである。さとうきびの肥料や堆肥としての利用により、生産現場が恩恵を受けているとともに、新たな経済波及効果があることが分かる。

表2　将来の耕畜連携モデル 　　 〜子牛価格35万円・ハーベスター作業委託・借地無制限〜

3．分析結果と現実との乖離〜資金制約の束縛〜
　 将来の子牛価格の下落を想定した分析結果から、子牛価格が35万円に下落すると仮定しても、さとうきびの栽培面積が大幅に増加しないことが判明し、飼料作物栽培面積の方がさとうきび栽培面積よりも広いことが示唆された。

　 しかし、現実には、現在の子牛価格の高騰下でも依然として、さとうきび栽培面積の方が飼料作物栽培面積より広い。この分析結果と現実との乖離は、繁殖牛の増頭に伴う資金制約にある。

　 繁殖牛の増頭には、繁殖牛の購入資金に加えて牛舎増築資金、飼料代などの運転資金が必要である。零細農家は、担保力が弱く、潤沢に資金を借りられない。そのために、分析上は繁殖牛の増頭が有利であったとしても、現実には資金制約により実行不可能である。一方、さとうきび栽培は多額の資金を必要とせず、その意味では、さとうきび栽培は現実に即した広範に受け入れられる有利な営農体系であると言えよう。

　 しかし、徐々に変化が起こっている。特に、農地造成地区では新たな営農が展開されており、その変化をみてみることとする。

第5節　農地造成後のさとうきび農家の新たな営農の展開

　 農地造成をしたさとうきび農家での新たな営農の展開を調べるために5つの類型について調査した。その調査結果の概要は次のとおりである。

(1)　さとうきび＋しょうが＋畜産類型農家
　 平成4年頃から、さとうきびの比較的手間が掛からない3月から12月までにはしょうがを栽培し、計画的な労働配分と輪作体系により農業所得の向上を実現している。特に、しょうがについては、徳之島の温暖な気象条件から冬期貯蔵し、気温の関係で種の確保が難しい高知、鹿児島に、3月に種用として出荷している。

　 さとうきびの収穫については、ハーベスターによる委託収穫を行い、また、飼料作については、草地用の大型機械の利用により、労力の節減を行っている。

　 具体的には、さとうきびの夏植えは1年半後の収穫となり、その後株出しで2回収穫すると4年の作付けサイクルとなる。また、しょうがについては、連作が出来ないため4年輪作が必要である。牧草についても、冬霜が降りないため3〜4年輪作となる。このような作物栽培の特性を上手に利用し、さとうきび→しょうが→牧草→しょうが→さとうきびの輪作体系を確立し、大規模経営を実現している。畜産との組み合わせにより、堆肥を確保し資源循環型農業を実現している。

(2)　花き＋さとうきび＋ばれいしょ類型農家
　 ばれいしょでは植え付けから芋の掘り取りまですべて機械化し、さとうきびは最も労力を要する収穫をハーベスターで行なうので、省力化栽培が可能になっている。
　 土地利用作物の省力化にともない、農地造成地に花き（ソリダゴ）園芸を導入した。平成14年に10a、平成18年に15aの花き用ハウスを建設し、現在、25aのソリダゴを栽培し、農業所得の増大を図っている。
　 現在、ハウス内の灌漑用水としては、ハウス屋根の雨水と谷間のわずかな湧水を、畑地内に作った簡易貯水池に溜めて利用している。今後の農業経営安定のため、安定的な農業用水の確保を望んでいる。

(3)　さとうきび＋果樹類型農家
　 農地造成事業前は、水田と畑100aの経営であったが、点在していた水田は区画整理事業で畑地に造成し、原野からの農地造成を20a行い、現在、120aの経営を行っている。現在も兼業農家であり、農業経営としては、現在の規模で満足している。農地が整備され、機械の導入が可能になり、基幹作物であるさとうきびの収穫は、ハーベスターによる委託収穫を実施し、大幅な省力化を実現できた。ハーベスターの利用代金はトン当たり5,000円程度である。
　 さとうきびの省力化等もあり、農地造成地には、本地域が栽培の適地であり、評判の高い果樹である「タンカン」を導入した。

(4)　畜産＋さとうきび＋ばれいしょ類型農家
　 作付面積は、さとうきび20ha、飼料作11ha、ばれいしょ2ha、繁殖牛65頭で経営を開始している。さとうきび収穫は、ハーベスターを購入し自社有地のさとうきびの収穫を行うと共に請負の収穫作業も行っている。また、飼料作は、全て大型機械による作業であり、ばれいしょについても機械化作業を行い、大規模経営を実現している。
　 当農場の計画としては、まず、繁殖牛部門を300頭に拡大し、将来目標としては500頭を目指している。飼料作の作付け地も周辺農地の借り入れや山林原野の農地造成等により、新たに50ha程度の農地を確保する計画である。高齢農業者の農地の受け皿としての機能も考えている。

(5)　畜産＋さとうきび＋ばれいしょ類型農家
　 当初は、経営規模が小さかったので、電照菊を栽培していたが、本地域は気象条件等から害虫や病気が多く、農薬漬けのような状態が続くため、経営規模の拡大にともない菊栽培を止め、ばれいしょに転換した。
　 現在、畜産は、繁殖牛48頭とさとうきび2ha、ばれいしょ1ha、飼料作7haの経営である。特に、畜産は、草は暖かいので年中生育する上、病気もあまりなく、農薬もあまり使わなくて済む。冬場は、さとうきびを手刈りしているので、鞘頭部を飼料にしている。当地域ではさとうきびと畜産の組合せが適していると思う。家畜のふん尿は、堆肥にして全量ほ場に返し資源循環型農業を実践している。しかし、堆肥を、さとうきびに3t、ばれいしょに3t、飼料作にも2〜3年に約2tは施したいと考えているが、おがくず、バカス等の敷料不足により堆肥が足りない状態である。

第6節　徳之島のさとうきび農業の振興と地域経済への波及

　 現状の子牛価格の高騰下ではもちろんであるが、将来の下落を前提にしてもさとうきびより飼料作物栽培に土地利用が傾斜する傾向が明らかになった。しかし、現実的には繁殖牛の増頭には繁殖牛を導入する資金および牛舎増設資金などが必要であり、それが可能な生産者は必ずしも多くはない。現実には、資金制約が厳しく当地域の農家の発展を制約しているように思われる。多頭化に伴う資金制約を前提にすると、さとうきび栽培が現実に即した営農体系であると言えよう。　

　 同調査から、農地造成した農家は、さとうきび単作から他作物との複合化を図り、担い手を確保し、規模拡大と所得増加を達成していることが判明した。徳之島の農地は不整形で狭小であり、労働効率が低い。担い手を育成し、さとうきびを中心にした農業発展を図るには、労働効率を上げるための農地の整備と造成が不可欠であることが明らかになった。

　 さらに、さとうきびの単収を増加し、新規作物を導入するには、今後、ダムの竣工を急ぎ、導水を図り、畑地灌漑（写真）が実施されれば、さらなる営農の展開が期待される。
　 日豪EPAなどにより、砂糖や牛肉が豪州から安く輸入されれば、徳之島などの南西諸島の農業は壊滅的な影響を受ける可能性がある。適切な国境措置が確立され、徳之島などの南西諸島の農業が維持されることを期待したい。

徳之島における畑地灌漑の様子

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