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東北タイでのサトウキビの多用途利用に向けて

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最終更新日:2015年10月9日

東北タイでのサトウキビの多用途利用に向けて

2015年10月

国立研究開発法人国際農林水産業研究センター 熱帯・島嶼研究拠点
安藤 象太郎、小堀 陽一、寺島 義文

【要約】

 東北タイは、タイ国における最大のサトウキビ生産地域であるが、長く厳しい乾季、低肥沃な砂質土壌の分布、サトウキビ白葉病といった複合的な要因によって、株出し栽培の収量が低く、株出しの回数も1回程度と少ない。国際農林水産業研究センターの総合防除プロジェクトでは、多用途型サトウキビの利用と白葉病防除技術の開発により、この地域における多回株出し栽培の実現を目指している。

1. タイにおけるサトウキビを巡る状況

 タイは世界第4位のサトウキビ生産国であり、世界第2位の砂糖輸出国である。現在、世界最大のサトウキビ生産国はブラジルで、全世界の40%ほどを生産している。ブラジルの生産量が他の国と比べて圧倒的に多いが、このうち半分以上はエタノールの生産に利用されているので、砂糖生産のために使われているサトウキビはこのうち約半分である。続いて生産量が多い国はインドと中国であるが、人口が多く国内需要が大きいため、インドから輸出される砂糖の量は生産量に比べて少なく、また中国には砂糖を輸出する余力はない。こうしたことから、世界第4位のサトウキビ生産国であるタイは、世界第2位の砂糖輸出国となっている。ブラジルの砂糖輸出量はタイの約4.5倍であり、この2カ国だけで世界の砂糖輸出量(粗糖と精製糖を合わせた輸出量)の半分以上を占めている1)

 タイにおけるサトウキビの収穫面積は、1990年から2010年ごろまでは約100万ヘクタール前後で推移していた。千葉県や愛知県の面積が約50万ヘクタールなので、千葉県や愛知県二つ分の土地全てにサトウキビが植えられている状況を想像していただきたい。サトウキビの収穫面積は、砂糖の国際価格の上昇によって2010年以降拡大し、現在は約130万ヘクタールに達している。製糖工場の数は50なので、ひとつの製糖工場が平均して2万ヘクタール以上の面積で生産されるサトウキビを処理していることになる。これは、鹿児島県と沖縄県にまたがる南西諸島で生産されている日本の全サトウキビ収穫面積に匹敵する。つまり、タイの平均的な製糖工場は、日本で生産されているサトウキビ全部を処理できるぐらい規模が大きいということである。面積の拡大に伴いサトウキビの生産量も約6000万トンから約1億トンに増加している。

 さらにタイ政府は、サトウキビの収穫面積を50%拡大して約200万ヘクタールにする野心的な計画を進めている。この計画は、コメ担保融資制度の導入とその破綻に密接に関連している。前インラック政権が2011年に導入した、事実上のコメの高価買い取り制度であるコメ担保融資制度によって、コメ農家の生産意欲が刺激され、コメの生産量が急激に増加した2)。一方、タイ米の国際市場価格が上昇することにより、2012年のコメ輸出量は大きく減少し、タイは31年ぶりに世界第1位のコメ輸出国の座を失って、インド、ベトナムに続く第3位となった。こうして、タイ政府はコメの在庫を多量に抱えることになり、それが国の財政に大きな負担となったため、また、この制度を巡ってさまざまな不正が明らかになったことから、現プラユット政権は2014年にコメ担保融資制度を打ち切った3)

 代わりに打ち出された政策のひとつが、コメから他の作物への転作プロジェクトであり、最も広い面積での植え替えが検討されている作物がサトウキビとなっている。転作プロジェクトでは、適地適作の観点から作物ごとのゾーニングを行い、それを踏まえて奨励金などの施策による転作が奨励される。タイ中央部のかんがいが可能な水田では、年に2〜3作が可能であるのに対して、天水田が一般的である東北タイでは、雨を待って年に1作しか水稲を栽培することができない。年によって雨の降り方が違うので、年によって水田になったりならなかったりする上位水田が、ゾーニングに従うとサトウキビへの転作適地になる。年1作の水稲とサトウキビを比べた場合、サトウキビの方がもうかるのであれば、農家経営的にもサトウキビ栽培を選んでもおかしくなかった。しかしながらこれまで東北タイでは、カオニャオと呼ばれる主食用のもち米をまず栽培するのが、一般的な東北タイの農家の姿であった。われわれの調査でも数年前から、水稲作からサトウキビに転作した農家が現れてきていることを確認していた。自給用のコメはまず確保しておきたいという、農家の心理的障害がなくなりつつあるので、コメからサトウキビへの転作は今後も進んでいくと予想される。

 タイではまた、燃料用エタノールの利用が一般的になっている。燃料用エタノールはガソリンと混ぜて、車の燃料として使われる。現在タイでは、一般的に売られているガソリンには全てエタノールが混ぜられている。一番多く売られているのは、E10と呼ばれるエタノールが10%混ざっているガソリンであり、レギュラーとハイオクがある。エタノール濃度が低いのでエンジンに対して特に悪い影響はなく、普通の車でそのまま使用することができる。さらにエタノールを20%混ぜたE20ガソリンも売られている。このガソリンを使うためには、車に特別な措置をする必要があるので、使える車は限られているが、現在タイで売られる乗用車の新車は、E20ガソリンへの対応が義務付けられているため、今後もエタノールが入ったガソリンの利用が進んでいくと考えられる。

 タイでエタノールの原料に使われている作物は、サトウキビとキャッサバの二つであり、キャッサバではでん粉からエタノールが作られる。サトウキビでは製糖工場の副産物である糖みつを原料としており、ブラジルのように搾汁液全量からエタノールを製造している工場は、ターク県の1工場に限られる。ここは重金属で汚染された土壌があるため、そこで生産されたサトウキビから食用の砂糖は作られず、エタノールが生産されている4)。タイの分糖法も、タイにおいて搾汁液全量からエタノールを製造していない理由となっている。タイにおいては砂糖と糖みつの売り上げによる利益は、農家と製糖工場の間で、7:3に分配されることになっているが、搾汁液全量を使ってエタノールを製造すると、この規定が当てはまらなくなってしまう。一方、現在バガスの売り上げは全て製糖工場のものになることになっているので、コジェネレーションによって発電し、売電することが積極的に行われている。

2. 東北タイにおけるサトウキビ生産の現状と総合防除プロジェクトの目的

 タイ東北部は、タイ国の中で最もサトウキビ生産量の多い地域であるが、長く厳しい乾季、低肥沃な砂質土壌、サトウキビ白葉病など、サトウキビ生産の制限要因となる問題を抱えている。東北タイのサトウキビは天水に依存して栽培されている。東北タイの年間雨量の平均値は1200ミリメートル程度であるが、この雨が5月から11月の雨季の間に降り、12月から4月の乾季の間の雨量は極めて少ない。この長く厳しい乾季が、株出しのサトウキビにダメージを与える。植え付けは、雨季後の土壌にたまった水分を利用する10月から12月の植え付けが一般的である。新植栽培では、萌芽したサトウキビが生育を止めて乾季を過ごし、雨季の雨を待って生育を再開する。製糖工場の操業期間は12月初めから4月初めまでなので、新植の栽培期間は1年以上になる。雨季前の植え付けは、かんがいが可能な中央タイでは行われている。その場合、雨季が始まる5月まで待って植え付けると、新植の生育期間が短くなってしまうため、それより前にかんがいをして植え付けている。東北タイにおけるサトウキビの平均収量は1ヘクタール当たり60〜70トンで、新植栽培では同80〜90トンあるが、株出し栽培ではこれが同40〜50トンに低下する。株出しの回数は1回程度に限られる。

 こうしたことから、国立研究開発法人国際農林水産業研究センター(Japan International Research Center for Agricultural Sciences, JIRCAS)の第3期中期計画(平成23〜27年度)において、白葉病の被害を低減して株出し年限を延長させ、サトウキビ生産農家の収益性を改善し、持続的で安定した栽培を可能にする技術を開発することを目的とする、総合防除プロジェクトを推進している。プロジェクトでは、コンケン大学農学部とコンケン畑作物研究センターを共同研究相手として、 1)前中期計画においてJIRCASとコンケン畑作物研究センターの共同研究で開発した、既存の品種よりも株出し特性が改善された多用途型サトウキビ系統を利用するための取り組みを進め、 2)健全種茎生産のための白葉病汚染リスク評価と白葉病診断法の標準化を行い、 3)さらに株出し時におけるサトウキビの養分状態の改善方法を検討し、 4)多用途型サトウキビと白葉病対策導入の影響の経営的評価を行っている。本稿ではこのうち、海外における品種開発とその利用に向けた取り組みの一例として 1)と、さらに 2)について紹介する。

3. 多用途型サトウキビの開発とその利用に向けて

 サトウキビ野生種(Saccharum spontaneum)(和名ワセオバナ)は、製糖用サトウキビの祖先種で、サトウキビの収量性や耐病性などを改良する目的で、サトウキビ育種への利用が図られてきた。JIRCASは、1990年代後半からタイ農業局と共同でタイ全土からサトウキビ野生種を収集し、コンケン畑作物研究センターで約500系統を保存し、その特性を評価してきた。こうして維持してきたサトウキビ野生種の中から適切なものを選び、製糖用サトウキビ品種と種間交配して、雑種第1代(F1)を得た。F1雑種の中には、製糖用サトウキビと比べて生育が旺盛で、茎数が多く、茎長が長く、バイオマス生産量が大きい個体が見られるが、砂糖含量が低い。そこで、さらにF1雑種と製糖用品種を戻し交配して、砂糖含量を向上させた戻し交配第1代(BC1)を得た。この中から、従来の製糖用品種と比べて、茎数が多く、茎が長くて細く、糖度(ブリックス)、純糖率、可製糖率が若干低く、繊維含量が高い性質を持つ個体を選抜した5)

 多用途型サトウキビは、砂糖含量は低いが原料茎収量が多いため、単位面積当たりでは製糖用品種と同程度以上の砂糖収量を得ることができ、砂糖(食料)とバイオエタノール(エネルギー)の増産が可能である。さらに面積当たりの繊維収量が多いため、コジェネレーションによるバガス発電(エネルギー)とほ場に還元する有機物の増産が可能であり、バイオマスの多目的利用を通じて、持続性の高い食料とエネルギーの同時増産が期待できる。

 総合防除プロジェクトでは、多用途型サトウキビの実用化のための取り組みを進めるとともに、多用途型サトウキビの栽培特性を調べるためのマルチサイトほ場試験を行っている。実用化のための取り組みとしては、有望な3系統(TPJ03-452、TPJ04-713、TPJ04-768)をタイ国の植物保護法に基づく品種に登録するため、タイ農業局と共同で申請した。そして、2015年2月25日付けでタイ農業局植物品種保護課に新品種として登録された6)。JIRCASとタイ農業局との長い共同研究の歴史において初めて共同で申請し、登録した品種であり、また、JIRCASが海外で初めて登録したサトウキビの品種である。品種名TPJの「TP」は、コンケン畑作物研究センターのサトウキビ育種を行っている支所がある地名のタプラ(Tha Phra)の頭文字から、「J」はJIRCASの頭文字に由来し、03や04はサトウキビ野生種と製糖用品種の交配を行った2003年と2004年を示している。また、実用化に向けて「JIRCASとタイ農業局による多用途型サトウキビの未来に関する共同ワークショップ」を2013年9月にコンケン市で開催した。ワークショップには、タイの製糖工場関係者も多数参加し、日本から参加したアサヒグループホールディングスから多用途型サトウキビの有効な利用法のひとつと考えられる、砂糖とエタノールの新規生産システムが紹介された7)。さらに、多用途型サトウキビネットワークを立ち上げ、関係者間での情報交換を進めている。2015年9月には、5年間のプロジェクトの成果報告会として、「サトウキビ総合防除プロジェクトのJIRCAS−コンケン大学−コンケン畑作物研究センター共同ワークショップ」とサトウキビに関連する多くの企業が参加した「農業と他産業の融合によるサトウキビ生産性向上と利用に向けたシンポジウム」を開催した。

 多用途型サトウキビのマルチサイトほ場試験では、2011年12月に5地点(コンケン、タプラ、チュンペー、コサムピサイ、クンパワピー)に、製糖用品種Khon Kaen 3(KK3)とK88-92、多用途型サトウキビの3新品種を植え付けた。コンケン、タプラ、チュンペーはコンケン県の試験場内のほ場に、コサムピサイはマハサラカン県のマハワン製糖工場のほ場に、クンパワピーではウドンタニ県のクンパワピー製糖工場の自営農場に、それぞれ植え付けた。植え付け時に土壌を採取し、土壌分析を行った。施肥は2回に分け、タイの施肥基準に基づいてN:P2O5:K2O=15:15:15の化学肥料を年間1ヘクタール当たり625キログラム施用した。2012年12月に新植栽培の、2013年12月に株出し栽培の収穫調査を行った。

 土壌は砂の割合が多く、土壌炭素量が少なく、可給態Pと交換性KとMgが低いという特徴を持っている、非常に肥沃度の低い土壌である。新植栽培の収量(原料茎重)は、製糖用品種と多用途型サトウキビの間で大きな違いはなく、栽培した場所による差が大きかった。タプラとクンパワピーでは1ヘクタール当たり100トンを超える収量があり、一方他の3カ所の収量は、同70トン前後であった。コンケンの土壌が、5カ所の中では最も低肥沃な土壌と考えられたが、収量はチュンペーやコサムピサイと同程度だった。タプラとチュンペーの土壌を比較するとチュンペーの方が肥沃だと考えられるが、収量はタプラの方が多かった。このように土壌肥沃度と新植栽培における収量は必ずしも対応していなかった。

 1回目株出し栽培における収量は、タプラとチュンペーでは製糖用品種と多用途型サトウキビは同程度で1ヘクタール当たり80トン前後だった(写真12)。コンケンとコサムピサイでは、製糖用品種の収量は大幅に少収となったが、多用途型サトウキビは製糖用品種と比べて減収の程度が少なかった(写真3)。一方クンパワピーでは製糖用品種の減収は大きかったが、多用途型サトウキビの収量は同80トンのレベルを維持することができた(写真4)。収量を新植と1回目株出しで比べると、チュンペー以外では全ての場所で減少した。収量の減少は、株数の減少よりも、1本茎重の減少の影響の方が大きかった。このように、マルチサイトほ場試験によって、多用途型サトウキビの株出し栽培における優位性を示すことができた。
 

4. サトウキビ白葉病とプロジェクトの進捗状況

 サトウキビ白葉病は、ファイトプラズマによる病気で、感染後の治療は不可能で葉が白化する症状を経て感染した茎は枯死する(写真5)。伝搬経路は汚染種茎と媒介虫であり、現状では、タイワンマダラヨコバイとヤマトヨコバイの2種の媒介虫が知られている。東北タイにおける被害は特に深刻であり、年間20〜30億円の損失があると言われている。さらに近年、近隣諸国へも感染が拡大している。防除法としては、今のところ抵抗性品種はなく、温湯処理による抑制効果は限定的であるため、発病株除去と健全種茎配布が重要と考えられている。

 総合防除プロジェクトでは、サトウキビ白葉病の総合防除体系を確立するために、「リスク評価」「防除技術開発」「経営的評価」の3つの研究コンポーネントを設定してプロジェクトを進めている。「リスク評価」では、伝搬経路を定量的に推定し、拡散動態モデルを開発することによって、リスク評価を行う。現在は、拡散動態モデルの開発のために、媒介虫の生態に関する各種パラメータを求める試験を進めている。「防除技術開発」では、白葉病の検出技術開発を含む健全種茎生産技術と、媒介虫の個体数抑制技術を開発する。「経営的評価」では、病気の被害を推定するとともに、防除技術が開発された場合、その経済性を評価する。

 総合防除プロジェクトではまず、疫学的研究による感染リスク要因の推定を行った。サトウキビ生産者へのインタビューとほ場調査により情報を収集し、一般化線形モデルを用いた統計解析によって、白葉病の発病率に影響を及ぼしている可能性が高いパラメータを検出した。その結果、地域と定植からの年数と種茎の来歴(健全種茎か否か)が有意に白葉病の発病率に影響を及ぼしていることが明らかになった。

 さらにほ場における白葉病の発生パターンを解析すると、多くの場合、白葉病感染株が列状に分布していた。タイでは手植えの場合、掘った畝に長いままのサトウキビの茎を横たえた後に、なたで3芽程度の長さに切り分けてから、土で覆っている。植え付け機を用いる場合は、植え付け機に人が乗り、植え付け用の茎をセットしていく。1本ずつ茎は切断されてから土壌に置かれていく。白葉病感染株の列状分布は、1本の感染した種茎が原因になっていることを示していると考えられ、白葉病対策には、病原ファイトプラズマに感染していない健全苗の供給が最も有効であると考えられた。

 また、媒介虫の移動距離が短いことも明らかにした8)。そのため、本病の地域間移動は人為的に起こっている可能性が高く、激発地からの種茎の移動制限、あるいは移動後に隔離されたほ場における発病しないことの確認が必要であると考えられた。疫学調査によるサトウキビ白葉病感染リスク要因推定の意義は、ほ場試験を行わなくても疫学調査と統計解析で結果を得ることができることであり、海外での農業研究にとって極めて有効な手段であると考えられる。さらに、白葉病対策として健全苗の生産を増やそうとしているタイ政府の政策に、科学的根拠を与えることである。タイ政府は、水稲からの転作作物としてサトウキビを増産させようとしており、そのために種茎が多量に必要となってくる。白葉病発生地域をこれ以上広げないために、早急な対策が必要であると考えられる。

 ファイトプラズマは人工培養できないため、実験室における検出法として、16S-23SrRNA遺伝子を増幅するPCR法が用いられていた。しかしながらこのプライマーには、特異性などの問題があったため、コンケン畑作物研究センターが、病原ファイトプラズマの膜タンパクをコードするSecA遺伝子を増幅するPCRプライマーを開発し9)、さらにリアルタイムPCRを用いた定量法を開発している。
 
参考文献
1)FAOSTAT
2)井上荘太朗 (2014)「第3章 カントリーレポート:タイ ―政治危機とコメ担保融資制度の混乱―」『平成25年度 カントリーレポート:中国,タイ,インド,ロシア』農林水産政策研究所
3)井上荘太朗(2015)「第1章 カントリーレポート:タイ −プラユット政権のコメ政策−」『平成26年度 カントリーレポート:タイ,オーストラリア,中国』農林水産政策研究所
4)河原壽、日高千絵子(2013)「タイのエタノール政策と砂糖およびでん粉業界への影響」『砂糖類・でん粉情報』2013年9月号:40-50
5)Ponragdee,W.,Ohara,S.,Sansayawichai,T.,Terajima,Y.,Tagane,S.,Tippayawat,A.,Ando,S.Tarumoto,Y.,Sugimoto,A.(2013)New type of high yielding sugarcane with lower sugar and higher fibre content suitable for stable co-production of sugar and ethanol in Northeast Thailand. Proc. ISSCT 28:BB17.
6)「タイで共同育成したサトウキビ新品種の登録−サトウキビ野生種を利用して、多用途利用可能な新品種を育成−」 
7)Ohara,S.,Fukushima,Y.,Sugimoto,A.,Terajima,Y.,Ishida,T.,Sakoda,A.(2013)Development of the novel sugar-ethanol production system introducing the selective ethanol fermentation of reducing sugars prior to sugar crystallization. Proc. ISSCT 28:CO54
8)Thein MM.,T.Jamjanya,Y.Kobori and Y.Hanboonsong(2012)Dispersal of the leafhoppers,Matsumuratettix hiroglyphicus and Yamatotettix flavovittatus(Homoptera: Cicadellidae),vectors of sugarcane white leaf disease.Appl.Entomol.Zool.47(3):255-262.
9)Sakuanrungsirikul,S.,Wongwarat,T.,Sankot,S.,Kawabe,K.,Kobori,Y.,Ando,S.(2013)Sugarcane white leaf and sugarcane grassy shoot diseases in Thailand and their detection methods. Proc. ISSCT 28:BP27.
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