宁夏砂田是我国西北干旱与半干旱地区特有的、也是世界独特的一种以砂石覆盖为核心的保护性耕作法。由于砂田长期连作西甜瓜而引发专性病虫草害等问题,亟待需要筛选适宜轮作的高效作物。本研究以适宜砂田轮作的保加利亚尖椒品种为试验材料,在采用单因素试验设计明确水、肥、密度对辣椒产量影响基础上,进一步应用311-A拟饱和最优回归设计,研究水、肥、密度三因素对砂田辣椒生长发育和产量的影响。研究结果如下:1、以高产、高利润和高水分利用效率为目标,砂田辣椒最佳生长发育状况的单因素取值分别为:补水25m~3/667m~2,施肥100kg/667m~2,种植密度2500株/667m~2。2、通过水、肥、密度三因素互作对砂田辣椒生长发育影响的研究,经模拟寻优得出最高产量1582.12kg/667m~2下水、肥、密度优化组合为:补水6m~3/667m~2,施肥114kg/667m~2,密度4000株/667m~2。单因素对产量的影响大小为:肥>水>密度;两因素交互对产量的影响大小为:水+密度>水+肥>肥+密度。最高果实干物质含量13.14%下水、肥、密度优化组合为:补水0m~3/667m~2,施有机肥300kg/667m~2,密度4000株/667m~2。单因素对果实干物质含量的影响大小为:密度>水>肥;两因素交互对果实干物质含量的影响大小为:水+密度>肥+密度>水+肥。最高利润1847.48元/667m~2下水、肥、密度优化组合为补水38.39m~3/667m~2,施肥300kg/667m~2,密度1000株/667m~2。在此水肥密度下辣椒果实干物质含量11.95%,辣椒产量为1369.48kg/667m~2,比最高产量下利润高28.58元/667m~2。少投入389.57元/667m~2。