さとうきび単収改善に向けた課題

独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構　九州沖縄農業研究センター
　作物開発・利用研究領域　さとうきび育種グループ長　寺内　方克
 

【はじめに】

　ここ数年、生産者と行政が一体となった取り組みによって、さとうきびの生産量は順調に伸びてきた。しかし、まれに見る気象災害とはいえ、昨今発生した低収量問題は、今後のさとうきびの生産振興を図る上で、大きな課題が残されていることを示した格好となった。さとうきび関係者の思いとしては、誰しもこのような不作を二度と発生させないことを考えているはずである。本稿では、技術開発サイドからの視点で、その思いを実現するための課題を提示する。今後の関係者間での議論と対策の実践を経て安定多収の実現に資することを期待する。

　さとうきびの生産量は、さとうきび増産プロジェクトに基づいた生産者をはじめとする関係者の努力の効果でここ数年増加傾向にあった。しかし、平成23/24年期と平成24/25年期には、相次ぐ気象災害によって、単収が大きく低下し、近年まれにみる不作となった。この直接的原因については、別稿に譲るとして、より長期的な視点で見た場合、さとうきびの単収は長期的に横ばいもしくは、低落傾向にある（図1）。品種改良などにより第二次世界大戦後の食料増産を実現した緑の革命を通じて、一部の外国を除けば、ほとんどの作物で単収が大きく向上している中、先進国である我が国の南西諸島において、単収が低落傾向にあることは、特異な現象といえる。関係者の努力を真に安定多収に結びつけるには、単収が長期低落傾向にあることを強く認識し、その原因を明らかにして対策を施すことが重要である。

　さとうきび品種は、大きくはPOJ2725からNCo310、NiF8とNi9の時代、そして、地域に適した多様な品種を利用する現在へと変化してきた。この間、NCo310によって、風折抵抗性や株出し能力が強化され、NiF8等によって品質や収量が強化されてきた。その結果、NiF8を例にとると、育種当時の試験においてNCo310に比べて新植で16%、株出しでも4%増収するという成績が得られている。最近の品種では、このNiF8に対してさらに多収あるいは高糖となる品種が普及に移されている（図2）。しかし、一部を除き、地域全体の単収は低落傾向にある事実を直視するならば、品種によって収量ポテンシャルは向上したが、その実力を引き出す栽培ができていないといえる。

　近年育成の品種は、多くの病害に抵抗性を持つよう改良されている。しかし、対応が不十分な病害も多い。種苗伝染性のさとうきびモザイク病は、葉身のモザイク症状によって容易に識別できる病害で、筆者の拠点である種子島においても多くの生産圃場で発生している。一方、種苗伝染性のさとうきびわい化病は、植物体全体が矮小化して、株萌芽が悪くなるといった症状を示すが、特徴的な病徴がない。このため、生育の遅れや低収が肥培管理上の問題といった誤解により見過ごされることが多く、南西諸島の単収を引き下げる潜在的な要因になっている可能性が指摘されている。品種の収量ポテンシャルは向上したが、実際の生産現場では、種苗の段階で新品種の効果を相殺する病害に侵されている可能性がある。

　種苗伝染性の病害対策として、原原種生産による種苗伝染性病害に侵されていない優良種苗の利用システムが確立している。しかしながら、生産農家の実態をみると、新たな植え付けに際して、原料出荷用の生産圃場から苗を得ているケースが多く見うけられる。

　さとうきびの種苗生産は、国による原原種生産、県による原種生産、市町村等の採種を経て原料生産農家が生産圃場に植え付ける仕組みとなっている。この仕組みは、基本的にばれいしょの増殖体系と同様であるが、さとうきびとばれいしょでは、種苗の流通の面で大きな違いがある（図3）。ばれいしょでは、通常の環境で一定程度の期間貯蔵可能な塊茎（いも）の形態で流通するが、さとうきびの場合は生の茎が苗となる。さとうきびの苗は、枯れ葉付きの全茎の状態で輸送・配布されるが、常温での簡易な包装で鮮度が維持されるのはせいぜい1週間程度である。このため、さとうきびでは、種苗を提供する側と利用する側が種苗受け渡しの日程を調整するなど、綿密な事前調整が必要となる。一つの地域だけでも数百から千ヘクタール以上にも及ぶ新植圃場に対して、このような調整を行うことが非現実的であることが、結果として生産圃場からの採苗という現状をもたらしている。

　このような現実をふまえると、生産圃場用の種苗生産は、生産者自身ないしは、生産者と密接な連携をとれる種苗生産者が適切に実施するといった方向が考えられ、そうした転換に向けた種苗生産の実態の把握と現実的で効果的な種苗生産体制の検討が必要と考えられる。また、種苗生産の効率化と安定性、品質向上のために、種苗生産に最適化された栽培技術構築が不可欠で、さらに、適切な流通を確保するとの観点からの種苗生産や流通に要するコストを示すといった面からの対応も必要と考えられる。

　肥培管理はさとうきび栽培の核心部分で、土作りから始まり、化学肥料の成分構成、施用量、施用時期などに関する基本的な技術体系が確立されている。この基本技術に沿って適切な肥培管理を実施すれば、単収が向上することは明らかである。しかし、現実には、不適切な肥培管理も多く見られる。

　さとうきびを栽培するにあたっては、植え付け前の土作りが求められる。沖縄県の栽培指針では、堆厩肥の10aあたり施用量は夏植えで4.5t、春植えで3tである。この施用量は、購入した場合に相当程度の購入費用を必要とし、単収増加による収入と相殺されるため、労力不足と相まって、経営判断として堆厩肥の施用が見送られる原因となっている。

　一方、鹿児島県の栽培指針では堆肥の施用量は同2tと沖縄に比べ少ない。本州などにおける各種作物への堆肥の施用量を俯瞰すると、堆肥の種類にもよるが1回の施用量は多くとも同2t程度となっている。沖縄でのさとうきび栽培では、これに倍する大量施用が推奨されているが、その背景には、高温条件下では有機物分解がより早く進むという現象がある。土作りの基本は、堆厩肥の施用で地力を向上させることにあるが、そのためには、有機物の供給と分解速度が平衡する以上に堆厩肥を投入する必要がある。有機物の分解速度が温帯域に倍する亜熱帯地域において、温帯域と同様な土作りを目指すことは相当程度のコストを要するためハードルが高いといえる。堆厩肥の利用には少量でも大きな効果が得られるような工夫が必要とされている。

　土作りの二つ目のポイントとして土壌のpH矯正が推奨されており、鹿児島県の場合はpH6.0〜6.5、沖縄県の場合はpH5.5〜6.5を目安に矯正することを推奨している。栽培指針に掲載されている効果は図4のとおりである。すなわち、鹿児島県の試験では、pH4.7の原料茎重を100とした場合に対して、pH6.5で108の収量が得られている。また、沖縄県では、pH4.3の圃場の原料茎重を100とした場合に、pH6.5で107との収量成績が得られている。これらのデータから、pH4台の土壌をpH6.5にすることで、7〜8%の増収効果があることがわかる。しかし、別な見方をすると、pH改善による増収効果は7〜8%に留まるともいえる。

　このように、pHの調整もしくはその実施によって増収するが、しかし一方では土壌のpHを高めるために大量の石灰質資材が必要となる。条件にもよるが、たとえば、pH4.5の土壌をpH5.5にするためには、炭酸カルシウムで400kg程度を施用する必要がある。炭酸カルシウム自体は比較的安価な資材であるが、量が多ければ経費も多くなる。しかも、そのpH矯正効果は2〜3年程度である。このため、単収増加による収益が相殺され、結果として手間が増えるだけで収益は改善しない場合があり、経営判断として施用が見送られる原因となっていると考えられる。

　図4からもわかるとおり、pH矯正の有無にかかわらず、大差のない収量が得られることは、さとうきびが土壌pHに対して幅の広い適応力を持っていることを示している。教科書的には、さとうきびのpHへの適応幅がより狭いと記載されていることが多いが、生産現場や技術指導における誤解を避けるためにもこの点は早急に正し、周知していく必要がある。

　以上のように土壌のpHが低いことは大きな問題とはならないが、問題は別なところにある。さとうきびの施肥は、概ね堆厩肥、石灰質資材、化学肥料で構成されているが、このうちの堆厩肥の施用と石灰質資材の投入がない場合、さとうきびが化学肥料のみで栽培されることになる。化学肥料の成分は、ほとんどの場合、窒素、リン酸、カリの主要三要素とイオウや塩素で構成されている。植物の生育に多量に必要と考えられているカルシウム、マグネシウムは含まれていない。作物栄養学には、作物の生育を規定する法則として、最少養分律というものが知られている。植物の生育は、最も不足している養分に支配されるという法則である。南西諸島のさとうきびの場合、新植年に堆厩肥や石灰質資材でカルシウムやマグネシウムを供給する仕組みとなっているが、株出しを継続した場合にカルシウムとマグネシウムを補填できる施肥体系とはなっていない。しかも、新植時に堆厩肥も石灰質資材も施用しない圃場もあり、こうした圃場ではカルシウムとマグネシウムが生育を規定する要因となっていることが容易に想像できる。さとうきびは、低pHに高い適応力を有するため、カルシウムやマグネシウムの不足が生じるまで、ある程度の収量を確保できてしまうことが問題を潜在化させてしまっている。

　宮丸らが実施した研究によると、さとうきび圃場に石灰岩砕石を施用すると、pHの矯正効果は限定的であったが、収量が向上する。pHではなく、石灰岩に含まれていた成分が生育・収量を改善したと推察される。石灰岩にドロマイト系石灰岩を用いることで、土壌中のマグネシウムが増える効果もあることがわかっており、粉末に比べ長期的な効果も期待できる。同様の試験成績は、鹿児島県でも得られており、今後の低収対策への活用が期待される。

　収量が低い場合において、生育を改善するために化学肥料を多投するケースがみられるが、この例のように、不足する養分を補うことこそが重要である。今後、石灰質資材をpH矯正資材ではなく、カルシウムやマグネシウムを供給する肥料として、施肥体系に組み込むことが必要とされていることは明らかである。

　近代農業技術の普及の中で、さとうきび栽培の機械化は避けられない方向である。経営効率やコスト削減の面、高齢化対策からも不可欠である。しかし、さとうきび単収の低落傾向に、機械化の進展による土壌の劣化や栽培の粗放化が影響していることは多くが認めるところである。

　圃場へのケーンハーベスタ等の大型機械の乗り入れは、土壌の緊密性を増加させ、さとうきびの生育を阻害する要因となっている。上野（2005）によれば、作型による影響を考慮した上で、機械収穫と単収の関係をみると、機械収穫率が低い地域は単収が高い傾向が見られるという。大型機械が乗り入れること自体は収穫コストとの兼ね合いで必要とされることであるが、問題は、土壌への悪影響が大きくなる土壌水分の多い時の乗り入れである。さとうきびは登熟の関係で、世界のほとんどの栽培地域で乾期に収穫されている。こうした地域では、乾燥した土壌に大型ハーベスタ等を乗り入れるため、土壌への影響は少ない。しかし、残念ながら南西諸島は収穫期に雨が多いことを特徴としている。対応策としては、雨天時に収穫してもダメージの少ない機械を用いるか、雨天時の収穫を避けること以外にない。雨天時の製糖原料をどのように確保するか、地域としての取り組みが求められるところである。収穫期の土壌が湿っている我が国では、圃場の大きさにかかわらず大型ハーベスタの利用には、雨天への対処という大きな課題を伴う。しかし、我が国には古くから航空機などの機械を軽量化してきた卓越した技術力がある。南西諸島のさとうきびが置かれた環境に適した収穫能力／重量比の高い新型機の開発が進むことを期待する。

　ところで、機械には機械では対応できない作業が生じるという弱点がある。雑草管理を例にとると、機械による作業のみでは中耕除草や除草剤散布によっても必ずといって良いほど、取り残しの雑草が生じる。この生き残った雑草が繁茂し、種子を散布することで翌年以降も雑草が繁茂し、収量を低下させる原因となる。残念ながら、現在の機械技術で雑草をゼロとすることはできていない。こうした部分を放置することがすなわち栽培の粗放化である。手作業については、生産コスト低減の観点からなるべく少なくする方向となっているが、全てをなくすことが良いとは限らない。特に、そうした作業が農繁期ではなく、農閑期にあたるような場合、機械作業に適切な手作業を加えて十分な管理を行うことが健全な生育につながる。作業量について、畜産や園芸などを含めた地域全体の季節変動を考慮しつつ、必要に応じて手作業を追加する作業体系の確立が必要と考えられる。

　さとうきびは連作が可能な作物である。このため、さとうきびに連作障害はないといった誤った理解がなされる場合がある。しかし、さとうきびの連作は収量を低下させることは明らかである。野菜との輪作を研究した田中ら（1997）の報告によると、スイートコーン、ばれいしょ、かぼちゃ、さといもに緑肥を組み合わせた輪作により、さとうきびの単収は、春植え体系で62%、夏植え体系で25〜32%、株出しで11%増加した。このほか、かんしょ、ごぼう、落花生、ブロッコリー、ばれいしょと組み合わせた場合での増収事例がみられる。

　このように輪作は高い増収効果をもたらすことは古くから知られており、丸杉（1971）によると、かつて沖縄でも大豆−さとうきび−かんしょによる輪作が永年にわたり実施されてきたという。しかし、1971年当時から、すでに連作障害が問題として浮上しており、輪作の必要性が認められつつ、その対策が進まないまま現在に至っている。

　さとうきびに輪作作物を導入するにあたっては、田中らの例のように、高収益な園芸が検討されることが多い。しかし、園芸には高い技術水準が要求されることから、実際には生産者の技術が不足する場合が多く、また、栽培に成功した場合にはさとうきび離れが進行する可能性を含んでいる。園芸作物は台風に弱いという欠点もある。このため、さとうきびと園芸作物との輪作体系は進展・継続しない場合が多い。台風・干ばつの影響や農家経営内での労働力配分、農家の技術力などを考慮すると、種子島のようなかんしょ栽培は理想的な組み合わせとなる。また、丸杉が指摘したように、高い技術水準を求められない飼料作物の導入が輪作体系の確立に資するという方向も今なお高い合理性をもっていると考えられる。

　さとうきびの生産を終えた圃場に飼料作物を植え付けるとさとうきびの栽培面積が減少するが、輪作後のさとうきび栽培では増収が期待できる。このため連作を続けた場合に比べ、栽培面積は若干減るが、収穫量の変化は小さく、輪作作物の家畜飼料が得られる。飼料作物の増産は、結果的にさとうきびと飼料作物との圃場競合を緩和し、結局のところさとうきびの栽培面積は減少しない可能性も考えられる。こうした輪作用の飼料作物としては、海外でパンゴラグラスとの輪作によりさとうきびの生育を改善している例があるが、我が国では、古くから利用されてきたゲダイズや、豚のブランド強化につながる可能性のある飼料用かんしょなど、様々な飼料用作物に検討の余地がある。輪作用の適切な飼料作物を選定して導入することがさとうきびの連作障害回避の喫緊の課題と考えられる。

　既存の基本技術を着実に実施すれば、さとうきびの安定多収を実現できるとの指摘は、既に多くの紙面で指摘されているところである。このため、技術普及のための様々な努力がなされてきたが、実際の生産現場においては、開発された技術が活かされていないことが少なからず見受けられる。「3．肥培管理の影響」で検討した堆厩肥や石灰資材の投入は典型的な例である。

　では、なぜ技術は利用されないのだろうか。技術導入は、そのメリットと費用や手間などのデメリットとを比較しつつ、さらには、結果のもたらすリスクを考慮して判断される。実際のところは、負担以上に実感できる効果が得られるかどうかが技術普及のカギで、多くの技術について、メリットに比べて負担の方が重いと利用者が感じていることが想像される。

　技術開発にあたっては、生育や収量を最大化するように研究をすすめる場合が多い。しかし、科学・学術的には合理性があっても、経営者にとってベスト技術であるかは検討を要することになる。例えば、大規模生産を行う海外の農園経営者は、生産物の相場等を考慮してコストの緻密な計算によって肥料の増減を調整している。生育・収量のベストを目指すのではなく、本来のねらいである農業経営の収益の多少を前提に技術を選択していることになる。このことは、収益の観点でメリットのある技術であれば、着実に普及が進むことを示している。

　これまでに開発された技術は100点満点のベストを得るための方策として示されている場合が多い。pHをある幅で一定程度に矯正すべきといった考え方がこれにあたる。しかし、たとえ90点の技術であっても、100点満点の技術に比べて負担が少なく、一方で何ら対策を実施しない場合に比べて高い点数が得られるのであれば、経営的には100点満点以上にプラスの効果をもたらすといえる。

　技術の導入に伴う負担やリスクを受け入れる許容範囲は経営のあり状況によって異なることにも注意する必要がある。例えば、畜産複合経営の場合においては、経営内での自家生産で堆厩肥が低コストで確保できるが、購入した場合には多額の費用が発生する。経営形態等によって適する技術が異なるといえる。

　開発した技術が普及しないことは、技術の利用者である生産者の側に問題があるとされがちであるが、このように、開発された技術ないしはその技術情報を利用者の側の視点で適切に提供できていないという面があることも考える必要がある。技術開発段階からその利用者を意識し、技術情報の提供にあたっては、多様な利用者を想定しつつ、費用や作業性に関する情報を付すことが重要と考えられる。利用者の側が、経営実態にあった最適技術を選択できる情報提供のあり方を検討することが喫緊の課題といえる。

　以上の課題を克服することで単収の長期低落傾向はある程度の解決方向が見えてくるだろう。しかし、上記に上げていない課題もまだまだ山積している。南西諸島のさとうきび単収を増加に向かわせ、さとうきびの増産を実現するためには、改めてさとうきびとその栽培環境、社会情勢を見極め、台風や干ばつに対してより積極的な対応策を提案できる新たな技術開発が必要とされている。

　本稿には農水省委託事業「実用技術開発事業」で得られた知見を利用している。

・Bot and Benites 2005 The importance of organic matter. FAO, （JICAF和訳）

・出花ら 2012 さとうきびわい化病が収量に及ぼす影響と健全種苗の効果．九農研75:28．

・鹿児島県農政部 2003 土壌改良及び施肥改善指針（五訂版）．鹿児島県．

・丸杉孝之助 1971 沖縄農業の基礎条件と構造改善．琉球模範農場．

・宮丸ら 2011 石灰岩砕石と炭カルの酸度矯正効果およびサトウキビ収量に与える影響の比較．沖農研報告5:27-31．

・永田淳嗣 2012 沖縄サトウキビ作の長期動態．砂糖類情報．

・大城ら 2006 さとうきび栽培指針．沖縄県農林水産部．

・鈴木常司 2012 さとうきび優良種苗の安定供給のために〜原原種の生産･配布について〜．砂糖類情報

・田中ら 1997 奄美地域におけるサトウキビと路地野菜の体系化に関する研究．九農研59:39．

・上野正美 2005 沖縄県におけるさとうきび収穫機械化の課題と対策．砂糖類情報

・若松ら 2010 さとうきび栽培指針．鹿児島県糖業振興協会．

・渡辺ら 2001 国頭マージ土壌における機械踏圧と土壌破砕による土壌物理性の変化．九農研63:142．