サトウキビ

サトウキビは、砂糖の生産に使われる背の高い多年生草本植物（サトウキビ属、アンドロポゴネ亜科）の一種です。植物の高さは2～6メートル（6～20フィート）で、茎の節間に蓄積するショ糖[1]を豊富に含む、頑丈で節のある繊維質の茎があります。サトウキビはイネ科（Poaceae ^）に属し、トウモロコシ、小麦、イネ、モロコシ、その他多くの飼料作物を含む、経済的に重要な顕花植物の科です。インド、東南アジア、ニューギニアの温帯および熱帯地域が原産です。

サトウキビは、オーストロネシア人とパプア人の古代の作物でした。現在入手できる最良の証拠は、ニューギニア地域がサトウキビの最初の栽培地であることを示しています。^{[2]先史時代にオーストロネシア人の船乗りによって}ポリネシア、島嶼メラネシア、マダガスカルに導入されました。また、紀元前1200年から1000年頃にオーストロネシア人の商人によって中国南部とインドにも導入されました。ペルシャ人とギリシャ人は、紀元前6世紀から4世紀の間にインドで有名な「蜂なしで蜂蜜を生産する葦」に遭遇しました。彼らはサトウキビ農業を採用し、その後広めました。^[3]商人は、贅沢で高価なスパイスと考えられていたインドからの砂糖の取引を始めました。18世紀には、カリブ海、南アメリカ、インド洋、太平洋の島国でサトウキビのプランテーションが始まりました。砂糖栽培労働者の必要性が大規模な移住の大きな原動力となり、一部の人々は自発的に年季奉公を受け入れ^[4]、他の人々は奴隷として強制的に輸入された^[5]。

熱帯および亜熱帯地域で栽培されるサトウキビは、生産量では世界最大の作物であり、2020年には合計19億トンに達し、ブラジルが世界全体の40％を占めています。サトウキビは、世界で生産される砂糖の79％を占めています（残りのほとんどはテンサイから作られています）。生産される砂糖の約70％は、サトウキビとその交雑種から作られています。^[6]すべてのサトウキビ種は交雑することができ、主要な商業用栽培品種は複合交雑種です。^[7]

白砂糖は、サトウキビを専門の製粉工場で生産します。サトウキビの葦は、ペン、マット、スクリーン、茅葺き屋根を作るのに使われます。サトウキビ（ Saccharum edule、duruka ）の若い開花前の花穂は、生のまま、蒸して、またはトーストして食べられ、インドネシアの特定の島嶼コミュニティやフィジーなどのオセアニア諸国などの東南アジアではさまざまな方法で調理されます。^[8]バイオ燃料用のエタノールを生産するためにサトウキビを直接使用することは、最終製品としての白砂糖の生産量を上回る可能性があると予測されています。

「サトウキビ」という用語は、砂糖とサトウキビという 2 つの単語を組み合わせたものです。前者は、東南アジア原産の作物であるため、最終的にはサンスクリット語のशर्करा ( śárkarā ) に由来します。砂糖が取引され西に広まると、これはアラビア語でسُكَّر ( sukkar ) 、イタリア語でzúcchero、ラテン語でzuccarumとなり、最終的には中期フランス語と中期英語の両方でsucreになりました。2 番目の用語「cane」は、作物がカリブ海のプランテーションで栽培されるようになると、それと一緒に使用されるようになりました。G anna はサトウキビのヒンディー語です。^{[引用が必要]}

サトウキビは熱帯の多年生草で、根元から側枝が出て複数の茎が発達するという独特の成長パターンを特徴としています。これらの茎は通常、高さ 3 ～ 4 メートル (約 10 ～ 13 フィート) に達し、直径は約 5 センチメートル (約 2 インチ) です。これらの茎が成熟すると、サトウキビの茎に進化し、植物全体のかなりの部分を占め、その構成の約 75% を占めます。^{[引用が必要]}

完全に成熟したサトウキビの茎は、通常、繊維が約 11～16%、可溶性糖が約 12～16%、非糖質炭水化物が約 2～3%、水分が約 63～73% で構成されています。サトウキビ栽培の成功は、気候条件、土壌の性質、灌漑方法、施肥方法、害虫や病気の管理、特定の品種の選択、収穫時期など、いくつかの要因の微妙な相互作用にかかっています。^{[引用が必要]}

収穫量に関して言えば、サトウキビの茎の年間平均生産量は 1 ヘクタールあたり 60～70 トン (1 エーカーあたり 24～28 ロングトンまたは 1 エーカーあたり 27～31 ショートトンに相当) です。ただし、この収穫量は一定ではなく、1 ヘクタールあたり 30～180 トンの範囲で大きく変動する可能性があります。この変動は、サトウキビの栽培に適用される知識のレベルと、採用される作物管理のアプローチに依存します。結局のところ、この貴重な作物の栽培を成功させるには、成長と生産性を最適化するためにさまざまな要素を慎重に統合する必要があります。^{[引用が必要]}

サトウキビは換金作物であるが、家畜の飼料としても利用されている。^[9]サトウキビのゲノムは、種間交雑と倍数化により、知られている植物ゲノムの中で最も複雑なものの1つである。^{[10] [11]}

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  サトウキビを切る
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  サトウキビの樹冠

サトウキビの栽培の中心地は2つあり、1つはニューギニアのパプア人によるサトウキビ栽培、もう1つは台湾と中国南部のオーストロネシア人によるサトウキビ栽培である。パプア人とオーストロネシア人はもともとサトウキビを主に家畜の豚の餌として使っていた。サトウキビとサトウキビの拡散はオーストロネシア人の移住と密接に関係している。サトウキビはサトウキビの導入後にインドでのみ栽培された。^{[12] [13]}

S. officinarumは、ニューギニアとウォレス線の東側の島々でパプア人によって最初に栽培化され、現在では多様性の中心地となっている。約6,000年前から、いくつかの系統が在来種のSaccharum robustumから選択的に交配された。ニューギニアからオーストロネシア人と接触した後、西の東南アジア海域に広がり、そこでSaccharum spontaneumと交雑した。^[13]

2番目の栽培の中心地は中国南部と台湾で、そこではS. sinenseがオーストロネシア人の主要な栽培種であった。サトウキビの語はオーストロネシア祖語で*təbuSまたは*CebuSと再構成され、マレー・ポリネシア祖語では*tebuhとなった。サトウキビは少なくとも5,500年前からオーストロネシア人の主要作物の一つであった。より甘いS. officinarumの導入により、東南アジア沿岸部の栽培範囲全体で徐々に置き換えられた可能性がある。^{[15] [16] [14] [17] [18]}

東南アジア島嶼部から、S. officinarumは、約3,500年前までにオーストロネシア人の航海者によってカヌー植物として東のポリネシアとミクロネシアに広まった。また、約3,000年前までにオーストロネシア人の貿易商によって西と北に広まり、中国とインドでさらにS. sinenseとS. barberiと交雑した。そこから西ユーラシアと地中海にさらに広がった。^{[13] [14]}

最も古い結晶糖の生産は北インドで始まったと知られている。砂糖生産の最も古い証拠は、古代サンスクリット語とパーリ語の文献に見られる。^{[20] [21] [22] [23]} 8世紀頃、イスラム教徒とアラブ人の商人が中世インドから地中海、メソポタミア、エジプト、北アフリカ、アンダルシアのアッバース朝の他の地域に砂糖を持ち込んだ。10世紀までには、メソポタミアのすべての村でサトウキビが栽培されていたと文献は述べている。^[19]サトウキビは、スペイン人、主にアンダルシア人がカナリア諸島の畑から、ポルトガル人がマデイラ諸島の畑からアメリカ大陸に持ち込んだ初期の作物の一つであった。スペインでのサトウキビ栽培に関する記事は、12世紀のイブン・アル＝アウワームの『農業に関する書』に掲載されている。^[24]

植民地時代には、砂糖はヨーロッパの製造品やアフリカ人奴隷とともに、新世界の原材料の三角貿易の一角を形成していた。クリストファー・コロンブスはアメリカ大陸への2度目の航海で、最初にイスパニョーラ島（現在のハイチとドミニカ共和国）にサトウキビをカリブ海（および新世界）に持ち込んだ。イスパニョーラ島で最初の砂糖収穫が行われたのが1501年で、1520年代までにキューバとジャマイカに多くの製糖工場が建設された。 ^[25]ポルトガル人はブラジルにサトウキビを持ち込んだ。1540年までに、サンタカタリーナ島に800のサトウキビ製糖工場があり、ブラジル北岸、デマララ、スリナムにさらに2,000の製糖工場があった。^[要出典]

砂糖は、多くの場合糖蜜の形で、カリブ海からヨーロッパやニューイングランドに輸送され、そこでラム酒の製造に使用されました。砂糖の販売による利益は、次に製造品の購入に使用され、その後西アフリカに輸送され、そこで奴隷と交換されました。その後、奴隷はカリブ海に戻され、砂糖農園主に売られました。奴隷の販売による利益は、ヨーロッパに輸送されるさらなる砂糖の購入に使用されました。砂糖農園での重労働は、強制的な人口移動の広大なネットワークの主な基盤となり、残酷な強制の下で働く人々を供給しました。

1833年の奴隷制度廃止法の成立により、大英帝国のほとんどの地域で奴隷制度が廃止され、解放された奴隷の多くは、選択できる場合でもサトウキビ農園で働くことはなくなった。そのため、西インド諸島の農園主は新しい労働者を必要とし、中国とインドで安価な労働力を見つけた。^{[26] [27]}人々は、一定期間の不自由な労働に縛られる、古くから定着した契約形態である年季奉公の対象となった。農園主の配慮の欠如のため、年季奉公人の労働条件はしばしば劣悪であった。 ^[28]インドから年季奉公労働者を乗せた最初の船が出航したのは1836年であった。^[29]サトウキビ農園で働くための移住により、相当数のインド系、東南アジア系、中国系の人々が世界各地に定住することになった。^[30]一部の島や国では、南アジアからの移民が人口の10～50%を占めています。サトウキビ農園とアジア系民族は、フィジー、南アフリカ、ミャンマー、スリランカ、マレーシア、インドネシア、フィリピン、ガイアナ、ジャマイカ、トリニダード、マルティニーク、フランス領ギアナ、グアドループ、グレナダ、セントルシア、セントビンセント、セントキッツ、セントクロイ、スリナム、ネビス、モーリシャスなどの国で繁栄し続けています。^{[29] [31]}

1863年から1900年の間に、クイーンズランド州とニューサウスウェールズ州（現在はオーストラリア連邦の一部）の商人やプランテーション所有者は、南太平洋諸島から55,000人から62,500人をサトウキビ農園で働かせた。これらの労働者の推定3分の1は、奴隷として強制されたか誘拐された（ブラックバーディングとして知られる）とされている。他の多くの人は非常に低い賃金しか支払われなかった。1904年から1908年の間に、オーストラリアの人種的均質性を維持し、白人労働者を安価な外国人労働者から保護するために、残った10,000人の労働者のほとんどが国外追放された。^[32]

サトウキビから作られたキューバの砂糖はソ連に輸出され、そこで価格支持を受け、保証された市場を確保されていた。1991年のソ連崩壊により、キューバの砂糖産業のほとんどが閉鎖を余儀なくされた。

サトウキビは、キューバ、ガイアナ、ベリーズ、バルバドス、ハイチ、そしてドミニカ共和国、グアドループ、ジャマイカなどの島々 の経済において、依然として重要な位置を占めています。

世界で生産される砂糖の約70%は、S. officinarumとその種を使用した交配種から作られています。^[6]

サトウキビ栽培には、年間最低60cm（24インチ）の水分を含む熱帯または亜熱帯気候が必要です。サトウキビは植物界で最も効率的な 光合成植物の1つです。C4植物であり、入射する太陽エネルギーの最大1％をバイオマスに変換できます。^[33]熱帯および亜熱帯の主要栽培地域では、サトウキビ作物_は^1m2あたり15kg以上のサトウキビを生産できます。

サトウキビは2000年から2021年にかけて世界の農作物生産量の約21％を占めた。アメリカ大陸はサトウキビ生産の主要地域であった（世界全体の52％）。^[34]

かつてはアメリカ南東部の主要作物であったサトウキビ栽培は、20世紀後半に衰退し、21世紀には主にフロリダ、ルイジアナ、テキサス南東部の小規模農園に限られています。ハワイでは、州内で稼働していた最後の砂糖農園が2016年に閉鎖されたため、サトウキビ栽培は停止しました。^[35]

サトウキビは熱帯および亜熱帯地域で、毎年6～7か月以上連続して自然降雨または灌漑によって水が豊富に供給される地域で栽培されています。この作物は厳しい霜には耐えられません。そのため、世界のサトウキビのほとんどは北緯22度から南緯22度の間で栽培されており、一部は北緯33度から南緯33度までで栽培されています。^{[36]南アフリカの}ナタール州など、この範囲外でサトウキビが栽培されている場合は、通常、海岸沿いに吹き下ろす暖かい海流など、その地域の異常な気候条件によるものです。標高で言えば、コロンビア、エクアドル、ペルーなどの国では、赤道に近い1,600メートル（5,200フィート）までサトウキビが栽培されています。^[37]

サトウキビは、肥沃で水はけのよいモリソルから、ひび割れの激しいバーティソル、不毛な酸性オキシソルやアルティソル、泥炭質ヒストソル、岩の多いアンディソルまで、さまざまな土壌で栽培できます。日照量と水資源が豊富なため、サトウキビの生産量が増加します。このため、エジプトなどの灌漑設備が整った砂漠地帯は、サトウキビの生産量が最も多い地域となっています。サトウキビは、世界のカリ肥料生産量の9%を消費しています。^[38]

一部のサトウキビは種子をつけるが、現代の茎挿しが最も一般的な繁殖方法となっている。^[39]各挿し木には少なくとも1つの芽が含まれていなければならず、挿し木は手植えされることもある。米国やオーストラリアなど、より技術的に進んだ国では、ビレット植えが一般的である。機械式収穫機で収穫されたビレット（茎または茎の部分）は、地面を開いて再び閉じる機械によって植えられる。一度植えられた株は、複数回収穫することができ、収穫のたびにサトウキビはラトゥーンと呼ばれる新しい茎を出す。^[40]収穫を繰り返すと収量が減少するため、最終的には植え直しが必要になる。栽培の種類に応じて通常2回から10回の収穫が行われる。北米のように、大規模な畑で高い生産性を求める機械農業の国では、収量の低下を避けるために、サトウキビは2、3回の収穫後に植え直される。フランス領レユニオン島のように、小規模な畑で手作業で収穫する伝統的な農業を行っている国では、サトウキビは再植え付けの10年前に収穫されることが多い。^[要出典]

サトウキビは手作業と機械で収穫される。手作業による収穫は生産量の半分以上を占め、発展途上国では主流である。手作業による収穫では、まず畑に火がつけられる。火は乾燥した葉を燃やし、茎や根を傷つけることなく毒蛇を追い払ったり殺したりする。収穫者は次にサトウキビナイフやマチェーテを使って地面から少し上のサトウキビを切る。熟練した収穫者は1時間あたり500kg（1,100ポンド）のサトウキビを切ることができる。^{[検証失敗] [41]}

機械による収穫にはコンバイン、つまりサトウキビ収穫機が使われる。^[42]オーストフト7000シリーズは、現代の収穫機の元祖とも言える設計で、現在ではカメコ/ ジョンディアを含む他の企業によって模倣されている。^[要出典]この機械はサトウキビを茎の根元で切断し、葉を剥ぎ取り、一定の長さに切り刻んで、後続の運搬車に積み込む。その後、収穫機はゴミを畑に吹き返す。このような機械は1時間あたり100ロングトン（100t）を収穫できるが、収穫したサトウキビは迅速に処理しなければならない。サトウキビは一度刈られると糖分が失われ始め、機械による収穫中にサトウキビが傷つくと糖分の低下が加速する。しかし、現代のチョッパー収穫機は手作業による切断と積み込みよりも迅速かつ効率的に収穫を完了できるため、糖分の低下は相殺される。オーストフト社は、収穫機と連動してサトウキビをさらに迅速に、たとえば最寄りの鉄道側線まで輸送できる油圧式高揚程インフィールド トランスポータ シリーズも開発しました。この機械式収穫では、畑に火をつける必要はありません。機械によって畑に残される残留物はサトウキビの穂先と枯れ葉で、次の植え付けの際のマルチとして役立ちます。

サトウキビ甲虫（別名サトウキビ幼虫）は、根を食べることで作物の収穫量を大幅に減らす可能性があります。イミダクロプリド（コンフィドール）またはクロルピリホス（ロルスバン）で防除できます。その他の重要な害虫には、カブトムシ、サトウキビボーラー（Diatraea saccharalis）、アフリカサトウキビボーラー（Eldana saccharina）、メキシコイネボーラー（Eoreuma loftini） 、アフリカヨトウガ（Spodoptera exampreta）、ハキリアリ、シロアリ、ツトガ（特にMahanarva fimbriolataとDeois flavopicta）、およびMigdolus fryanus（甲虫）など、いくつかの蝶/蛾の種の幼虫があります。ウンカ科の昆虫であるEumetopina flavipesは、サトウキビのラムースタント病を引き起こすウイルスベクターとして機能します。^{[43] [44]}セサミア・グリセセンスはパプアニューギニアの主要な害虫であり、オーストラリアの産業にとって深刻な懸念事項である。^[45]このような問題を未然に防ぐため、連邦政府は必要に応じて対応費用の80％を負担することを事前に発表している。^[45]

サトウキビには、カンジダトゥス・ファイトプラズマ・サッカリによるサトウキビ草状新梢病^[46]、ホイップテール病またはサトウキビ黒穂病、フザリウム・モニリフォルメによるポッカボン病、ガミング病を引き起こすキサントモナス・アクソノポディス細菌、コレトトリクム・ファルカタムによる赤腐病など、数多くの病原体が感染します。サトウキビに影響を与えるウイルス性疾患には、サトウキビモザイクウイルス、トウモロコシ条斑ウイルス、サトウキビ黄葉ウイルスなどがあります。 ^[47]

Yang et al.（2017）は、USDA ARSが運営するサトウキビの褐色さび病の育種プログラムのために開発された遺伝子地図を提供している。^[48]

サトウキビのいくつかの品種は、細菌グルコアセトバクター・ジアゾトロフィカスの協力を得て大気中の窒素を固定することができる。^[49]細菌と協力しながら土壌中に根粒を形成するマメ科植物や他の窒素固定植物とは異なり、グルコアセトバクター・ジアゾトロフィカスはサトウキビの茎の細胞間隙内に生息する。^{[50] [51]}作物種が窒素を固定して自ら利用できるようにする目的で、2006年に種子に細菌をコーティングする実験が行われた。^[52]

過去20年間に中央アメリカでは少なくとも2万人が慢性腎臓病で亡くなったと推定されており、そのほとんどは太平洋沿岸のサトウキビ労働者である。これは、十分な水分摂取なしに暑い中で長時間働いたことが原因である可能性がある。^[53] さらに、労働者の中には、高温、有害な農薬、有毒な動物などの危険にさらされている人もいる。これは、サトウキビを手作業で刈り取る過程で発生し、毎日何時間も繰り返される絶え間ない反復動作により身体疾患を引き起こしている。^[54]

伝統的に、サトウキビの加工には2段階の工程が必要である。製糖工場では、収穫したてのサトウキビから粗糖を抽出し、製糖工場では、最初の工程の直後に、地元消費向けに「ミルホワイト」砂糖が生産されることがある。結晶化の過程で、砂糖の結晶は自然に白色に見える。色を誘発する分子の形成を抑制し、蒸発中に砂糖液を安定させるために、二酸化硫黄が添加される。[ ^{55] [56]}精製工場は、北米、ヨーロッパ、日本の消費者の近くに設置されることが多く、99%がショ糖である精製白砂糖を生産する。この2段階は徐々に融合しつつある。サトウキビを生産する熱帯地域での富裕化が進むにつれて、精製砂糖製品の需要が増加し、製粉と精製を組み合わせた傾向が強まっている。^[57]

サトウキビ加工では、サトウキビからサトウキビ糖（スクロース）が生産されます。加工によって得られるその他の製品には、バガス、糖蜜、フィルターケーキなどがあります。

バガスはサトウキビのジュースを抽出した後に残る乾燥した繊維で、いくつかの目的に使用されます。^[58]

• ボイラーや窯の燃料
• 紙、板紙製品、再生板紙の製造
• 農業用マルチ
• 化学薬品製造の原料として

バガスとバガス残渣の主な用途は、製糖工場のプロセス蒸気生成用のボイラーの燃料源としてです。乾燥したフィルターケーキは、動物飼料の補助剤、肥料、サトウキビワックスの原料として使用されます。^[要出典]

糖蜜は、特徴的な強い風味を持つブラックストラップと、より純粋な糖蜜シロップの 2 つの形態で生産されます。ブラックストラップ糖蜜は、食品および栄養補助食品として販売されています。また、動物飼料の一般的な成分でもあり、エタノール、ラム酒、クエン酸の製造に使用されます。より純粋な糖蜜シロップは糖蜜として販売されており、メープルシロップ、転化糖、またはコーンシロップと混合されることもあります。どちらの形態の糖蜜も、ベーキングに使用されます。^[要出典]

砂糖の精製では、原料の砂糖をさらに精製します。まず、濃いシロップと混ぜ、次に「アフィネーション」と呼ばれる工程で遠心分離します。その目的は、結晶の内部よりも純度が低い砂糖結晶の外側のコーティングを洗い流すことです。その後、残りの砂糖を溶かして、重量比で約 60% の固形分を含むシロップを作ります。

砂糖溶液はリン酸と水酸化カルシウムの添加によって浄化され、これらが結合してリン酸カルシウムを沈殿させます。リン酸カルシウム粒子は一部の不純物を捕捉し、他の不純物を吸収し、タンクの上部に浮かび上がり、そこで取り除くことができます。この「リン酸化」技術の代替技術は「炭酸化」です。これは類似していますが、二酸化炭素と水酸化カルシウムを使用して炭酸カルシウム沈殿物を生成します。

残った固形物を濾過した後、澄ましシロップを活性炭で濾過して脱色する。この役割には伝統的に骨炭または石炭ベースの活性炭が使用されている。^[59]残った色を形成する不純物の一部は炭素に吸着される。精製されたシロップは次に過飽和まで濃縮され、真空中で繰り返し結晶化されて、白い精製糖が生成される。製糖工場と同様に、糖の結晶は遠心分離によって糖蜜から分離される。残りのシロップを親和作用の洗浄液と混合し、再び結晶化して黒砂糖を生成することで、追加の糖が回収される。経済的に砂糖をこれ以上回収できなくなると、最終的な糖蜜にはまだ20～30％のスクロースと15～25％のグルコースとフルクトースが含まれている。

個々の粒が固まらないグラニュー糖を製造するには、まず回転式乾燥機で加熱し、その後数日間冷風を吹き込んで砂糖を乾燥させる必要があります。

リボンケーンは亜熱帯種で、かつてはアメリカ南部、北はノースカロライナ州の海岸部に至るまで広く栽培されていました。果汁は馬やラバの力で搾り取られ、メープルシロップのように平らな鍋で煮沸され、シロップの形で食品の甘味料として使用されました。^[60]現在では商業作物ではありませんが、少数の栽培者が自社の製品をすぐに販売しています。^[要出典]

主要サトウキビ生産者
2022年
数値は百万トン
1.ブラジル	724.4  ( 37.69%)
2.インド	439.4  ( 22.86%)
3.中国	103.4  ( 5.38%)
4.タイ	92.1  ( 4.79%)
5.パキスタン	88  ( 4.58%)
6.メキシコ	55.3  ( 2.88%)
7.コロンビア	35  ( 1.82%)
8.インドネシア	32.4  ( 1.69%)
9.アメリカ合衆国	31.5  ( 1.64%)
10.オーストラリア	28.7  ( 1.49%)
世界合計	1,922.1
出典: FAOSTAT [62]

2022年の世界のサトウキビ生産量は19億2000万トンで、ブラジルが世界総生産量の38％、インドが23％、中国が5％を生産している（表）。

2020年には、全世界で2600万ヘクタールがサトウキビ栽培に充てられました。^[62] 2022年の世界のサトウキビ作物の平均収穫量は1ヘクタールあたり74トンで、ペルーが1ヘクタールあたり121トンでトップでした。^[62]サトウキビの理論上の収穫量は1ヘクタールあたり年間約280トンで、ブラジルの小規模な実験区では1ヘクタールあたり236～280トンの収穫量が実証されています。^{[63] [64]}

2008年から2016年にかけて、基準に適合したサトウキビの生産量は年間約52％の複合成長率を記録したのに対し、従来のサトウキビの生産量は1％未満の増加にとどまった。^[65]

サトウキビの栽培は、収穫時の土壌除去や不適切な灌漑方法による土壌流失の増加につながる可能性があり、浸食につながる可能性があります。^{[66] [67]}サトウキビが斜面や丘陵で栽培されている場合、浸食は特に顕著で、水の流出率が高くなります。^{[66] [67]}一般的に、サトウキビは傾斜が8％を超える地域では栽培しないことが推奨されています。^[66]ただし、カリブ海や南アフリカの一部など、特定の地域では、20％を超える傾斜でも栽培されています。^[66]浸食が増加すると、有機物や栄養分が豊富な物質が除去され、将来の作物の収穫量が減少する可能性があります。 また、堆積物やその他の汚染物質が水生生息地に流れ込み、富栄養化や酸性化など、さまざまな環境問題を引き起こす可能性があります。^{[66] [67]}

サトウキビ栽培は、大型の畑用機械の使用によって土壌の圧縮を引き起こすこともあります。^[66]土壌の上層部の無脊椎動物や動物に影響を及ぼすだけでなく、圧縮は多孔性の低下にもつながります。^{[66] [67]}これにより、表面流出が増加し、浸出や浸食が増大します。^[66]

サトウキビ栽培は大量の水を必要とするため、灌漑に大きく依存している。^[68]さらに、収穫時には大量の土が作物とともに除去されるため、加工段階でかなりの洗浄が発生する。^[68]インドやオーストラリアなど多くの国では、この要件により利用可能な資源が圧迫され、堰堤やその他のダムの建設が必要になった。^{[66] [68]}これにより、水生生息地に到達する水の量が変化し、グレートバリアリーフやインダスデルタなどの生態系の劣化につながった。^{[66] [68]}

サトウキビは、土地の伐採を通じて生息地の破壊にも寄与している。 ^[66]世界の7か国では、国土の50%以上がサトウキビの栽培に充てられている。^[66]サトウキビ畑は熱帯雨林や湿地を置き換えた。^[66]この伐採の大部分は過去に起こったものだが、過去数十年の間に拡大が起こり、生息地の破壊にさらに寄与している。^[67]

サトウキビ栽培の影響を軽減するために、さまざまな緩和策を実施することができます。^[66]これらの取り組みの中には、より水効率の良い点滴灌漑などの代替灌漑技術への切り替えがあります。^[66]水効率は、水の取水量と貯蔵量を増やすことが示されているゴミマルチングなどの方法を採用することでも改善できます。^{[66] [69]}この方法は、全体的な水使用量を減らすだけでなく、土壌の流出を減らすこともできるため、汚染物質が環境に侵入するのを防ぐことができます。^[66]傾斜が11％を超える地域では、土壌の流出を防ぐために、無耕起またはサトウキビ帯状栽培を実施することも推奨されています。^[66]

サトウキビの加工では、重金属やバガスなどさまざまな汚染物質が発生し、廃水排出を通じて環境に放出される可能性があります。^[66]これを防ぐために、高速度嫌気性消化などの代替処理方法を実施して、この廃水をより適切に処理することができます。^[70]制御されていない流出水が水生生態系に到達するのを防ぐために、雨水排水路を設置することもできます。^[66]

エタノールは、一般的に砂糖生産の副産物として入手可能です。ガソリンの代替バイオ燃料として使用でき、ブラジルの自動車で広く使用されています。ガソリンの代替品であり、砂糖ではなくサトウキビ加工の主産物になる可能性があります^{[引用が必要]}

ブラジルでは、ガソリンには少なくとも22％のバイオエタノールが含まれていることが義務付けられています。^[71]このバイオエタノールは、ブラジルの大規模なサトウキビ作物から供給されています。

サトウキビからのエタノール生産は、トウモロコシやテンサイ、パーム油/植物油からの生産よりもエネルギー効率が高く、特にサトウキビの搾りかすを熱と電力の生産に使用すれば、より効率的です。さらに、バイオ燃料を作物の生産と輸送に使用すれば、エタノールエネルギー単位当たりの化石エネルギー投入量は非常に少なくて済みます。EIAは、サトウキビからエタノールへの統合技術により、井戸から車輪までのCO2排出量を従来のガソリンよりも90％削減できると推定しています_。 [ ^71]再生可能エネルギーに関する教科書^[72]では、エネルギー変換について次のように説明しています。

現在、ブラジルでは 1 ヘクタールあたり年間 75 トンの原料サトウキビが生産されています。加工工場に運ばれるサトウキビは、焼却・収穫済み (b&c) と呼ばれ、原料サトウキビの質量の 77% を占めます。この減少の理由は、茎が葉 (焼却され、その灰は肥料として畑に残されます) と次の収穫のために発芽するために地中に残っている根から分離されるためです。したがって、平均的なサトウキビ生産量は、1 ヘクタールあたり年間 58 トンの b&c です。

1 トンの b&c からは、ジュース 740 kg (スクロース 135 kg、水 605 kg) と湿ったバガス 260 kg (乾燥バガス 130 kg) が得られます。スクロースの低位発熱量は 16.5 M J /kg、バガスの低位発熱量は 19.2 MJ/kg なので、1 トンの b&c の総発熱量は 4.7 GJ で、そのうち 2.2 GJ はスクロースから、2.5 GJ はバガスから得られます。

1 ヘクタールあたり年間で生産されるバイオマスは 0.27 TJ に相当します。これは 1 平方メートルあたり 0.86 W に相当します。平均日射量が 1 平方メートルあたり 225 W であると仮定すると、サトウキビの光合成効率は 0.38% になります。

1 トンの b&c に含まれる 135 kg のスクロースは、1.7 GJ の燃焼エネルギーで 70 リットルのエタノールに変換されます。したがって、実際のスクロースからエタノールへの変換効率は 76% です (理論上の 97% と比較)。

1 ヘクタールのサトウキビからは、年間 4,000 リットルのエタノールが生産されます (生産されるバガスが最終製品の蒸留に必要な量を超えるため、追加のエネルギー投入はありません)。ただし、これには耕作や輸送などに使用されるエネルギーは含まれていません。したがって、太陽エネルギーからエタノールへの変換効率は 0.13% です。

サトウキビは多くの国で主要な作物です。最も生物変換効率の高い植物の1つです。サトウキビは太陽エネルギーを効率的に固定することができ、年間1ヘクタールあたり約55トンの乾物を生み出します。収穫後、この作物は砂糖の絞り汁と繊維質の乾物であるバガスを生成します。この乾物はエネルギー生産の燃料としての可能性を秘めたバイオマスです。バガスは紙生産用のパルプの代替源としても使用できます。^[73]

サトウキビの搾りかすは、ブラジル、インド、中国などのサトウキビの大規模生産国にとって、潜在的に豊富なエネルギー源です。ある報告によると、最新の技術を使用することで、ブラジルで毎年生産される搾りかすは、2020年までにブラジルのエネルギー消費量の20％を満たす可能性があります。^[74]

多くの国、特に化石燃料を欠いている国では、サトウキビ加工に使用されるエネルギーを最小限に抑え、余剰電力を送電網に輸出するための省エネおよび効率化対策を実施している。バガスは通常、燃焼させて蒸気を発生させ、その蒸気で電気が作られる。モーリシャスで使用されているような現在の技術では、バガス1トンから100kWh以上の電力を生み出す。サトウキビの収穫量は世界で年間10億トンを超えており、バガスから得られる世界のエネルギー潜在量は10万GWhを超える。^[75]モーリシャスを参考にすると、アフリカ全土で年間1万GWhの追加電力を生産できる可能性がある。^[76]バガスからの発電は、特にサトウキビ生産国の農村部の人々にとって非常に重要になる可能性がある。

最近のコジェネレーション技術プラントは、バガス1トンあたり200～300kWh以上の電力を生産できるように設計されています。^{[77] [78]}サトウキビは季節作物であるため、収穫後すぐにバガスの供給がピークに達し、発電所はバガスの貯蔵を戦略的に管理する必要があります。

発電のためにバガスを燃やすよりも環境に優しい方法は、バガスをバイオガスに変換することです。酵素を使ってバガスを高度なバイオ燃料やバイオガスに変換する技術が開発されています。 ^[74]

サトウキビジュース^[79]

搾りたてのサトウキビジュース
100グラムあたりの栄養価
エネルギー	242kJ（58kcal）
炭水化物	13.11グラム
糖類 グルコース フルクトース	12.85グラム 2.27グラム 0.55グラム
食物繊維	0.56グラム
脂肪	0.40
タンパク質	0.16グラム
ビタミンとミネラル ビタミン 量 %DV † ビタミンB6 24% 0.40mg 葉酸（B9） 11% 44.53μg ビタミンC 7% 6.73mg 鉱物 量 %DV † カルシウム 1% 18mg 鉄 6% 1.12mg マグネシウム 3% 13.03mg リン 2% 22.08mg カリウム 5% 150mg ナトリウム 0% 1.16mg 亜鉛 1% 0.14mg
インドの食品成分データベースからの栄養情報
†割合は米国の成人に対する推奨値に基づいて推定されています。[80]ただし、カリウムについては米国アカデミーの専門家の推奨値に基づいて推定されています。[81]

サトウキビが栽培されているほとんどの国では、次のようないくつかの食品や人気料理がサトウキビから直接作られています。

• 生のサトウキビ：噛んでジュースを抽出する
• サユル・ンガンテン：サトウキビの一種であるトルバック（ Saccharum edule ）の茎で作るインドネシアのスープ
• サトウキビジュース：手または小型のミルで絞り出した新鮮なジュースにレモンと氷を少し加えて作る人気の飲み物で、アイルテブ、ウサチャラス、グアラブ、グアラパ、 グアラポ、 パペロン、アシールアサブ、ガンナシャルバット、モスト、カルドデカナ、ヌォックミアなどとも呼ばれています。
• シロップ：世界中のソフトドリンクの伝統的な甘味料であるが、現在では米国ではトウモロコシ補助金と砂糖関税により安価な高果糖コーンシロップに大きく取って代わられている^[82]
• 糖蜜：チーズやクッキーなどの他の食品に添える甘味料やシロップとして使用される
• ジャガリー：現代インド・アーリア語でグル、グド、グルとして知られる固形糖蜜は、伝統的にジュースを蒸発させて濃い泥状にし、それをバケツで冷却して成型することによって生産されます。現代の製造では、ジュースを部分的に凍結乾燥させてカラメル化を減らし、色を明るくします。伝統的なメインディッシュ、お菓子、デザートの調理で甘味料として使用されます。
• ファレルナム：サトウキビジュースから作られた甘くて少しアルコール度の高い飲み物
• カシャッサ：ブラジルで最も人気のある蒸留酒。サトウキビジュースを蒸留して作られた酒です。
• ラム酒はサトウキビ製品（通常は糖蜜ですが、サトウキビジュースも使われることがあります）から作られる酒です。カリブ海とその周辺地域で最も一般的に生産されています。
• バシは、フィリピンとガイアナで生産されるサトウキビジュースから作られた発酵アルコール飲料です。
• パネラは、サトウキビの汁を煮詰めて蒸発させて得られるショ糖と果糖の固形物で、コロンビアや中南米の他の国々では主食となっている。
• ラパドゥーラは、サトウキビジュースを最もシンプルに精製した甘い小麦粉で、ブラジル、アルゼンチン、ベネズエラ（パペロンとして知られている）などのラテンアメリカ諸国やカリブ海諸国で一般的です。
• ロックキャンディ：サトウキビのジュースを結晶化したもの
• ガトー・ド・シロップ
• コロンビアの自家製アルコール飲料「ヴィチェ」

サトウキビの多くの部分は、この植物が栽培されている地域では動物の飼料として一般的に使用されています。葉は反芻動物の良い飼料になります。^[83]

• 
  サトウキビの開花
• 
  サトウキビの花
• 
  リボンサトウキビシロップを作るためのバッフルパンとフォームディッパーを備えた蒸発器
• サトウキビジュースの抽出のビデオ
• 
  カイピリーニャ、サトウキビ由来のカシャッサから作られたカクテル

• カリブ海の砂糖農園
• ハワイの砂糖農園
• フィリピンの砂糖産業
• トラピチェ

 この記事には、フリーコンテンツ作品からのテキストが組み込まれています。CC BY-SA IGO 3.0（ライセンスステートメント/許可）に基づいてライセンスされています。テキストは、FAO、FAOのWorld Food and Agriculture – Statistical Yearbook 2023​から取得されています。

• OECD による世界の砂糖およびサトウキビ生産統計。