李佳倫　付君麗　王通　陳飛超　李賽賽　牛牧　李思蒙

摘要 該研究主要針對(duì)辣椒的3種套種模式，即大豆-辣椒、玉米-辣椒、花生-辣椒。首先，運(yùn)用數(shù)據(jù)擬合，探討不同套種模式對(duì)辣椒的生物量和產(chǎn)量的影響；其次，利用MATLAB，得到擬合圖像；最后，得出不同比例套種下各種作物生物量、產(chǎn)量等的形勢(shì)預(yù)測(cè)，為辣椒套種提供一定的理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 辣椒；套種；產(chǎn)量；影響

中圖分類號(hào) S126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）19-012-02

辣椒是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高的農(nóng)產(chǎn)品，其品質(zhì)與病害的發(fā)生程度密切相關(guān)。目前，辣椒連作危害普遍嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為病害嚴(yán)重，產(chǎn)量低下，品質(zhì)較差。為了解決連作的影響，最好的方法就是間作套種[1]。保定市望都縣是華北最大的辣椒集散地。為找到克服辣椒連作障礙的最佳群體結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的辣椒，筆者特在保定望都縣開(kāi)展不同間作方式對(duì)辣椒品質(zhì)的影響試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試?yán)苯菲贩N為辣豐三號(hào)；供試玉米品種為貴單8號(hào)；其他間作物為大豆和花生。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)地面積484 m2 ，土壤為黃壤，土質(zhì)肥力中等。當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁貫?4 ℃。

試驗(yàn)探討不同間作方式對(duì)辣椒生物量產(chǎn)量的影響，包括辣椒-玉米（8∶4）、辣椒-玉米（10∶2）、辣椒大豆（8∶2）、辣椒-花生（15∶5）、辣椒-玉米（8∶1）和2種辣椒單作。

同時(shí)，對(duì)辣椒間作玉米不同間作密度進(jìn)行試驗(yàn)，找到間作辣椒玉米間作密度、比值對(duì)辣椒生物量和產(chǎn)量方面的影響，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合和預(yù)測(cè)[2]。探究不同間種套作模式對(duì)辣椒總生物量和產(chǎn)量的差異，根據(jù)不同栽培模式探討不同種的栽培模式和間作比例的變化對(duì)辣椒生物量、產(chǎn)量的影響，從而得出相應(yīng)的精確的函數(shù)關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)據(jù)分析

由表1可知，間作系統(tǒng)中辣椒的生物量、產(chǎn)量均在0.05水平顯著高于辣椒單作。間作系統(tǒng)的總產(chǎn)量大小順序依次為辣椒-玉米（8∶4）>辣椒-玉米（10∶2）>辣椒大豆（8∶2）>辣椒-花生（15∶5）>辣椒-玉米（8∶1）>2種辣椒單作，其中間作玉米模式下辣椒產(chǎn)量最多。

2.2 建立模型

先將栽培模式下各作物之間的比例按照辣椒、玉米、大豆、花生的順序向量化，向量中每個(gè)元素就是栽培模式下比例數(shù)。例如，辣椒-玉米的栽培模式為8∶1，其他作物無(wú)間作，則此間作模式對(duì)應(yīng)的向量為（8，1，0，0）T。然后，將得出的數(shù)據(jù)按照生物量、生物量增加率、產(chǎn)量、產(chǎn)量增加率的順序向量化。特別的是，當(dāng)辣椒單作時(shí)，增加率全按0計(jì)算。

首先，研究辣椒分別和玉米、大豆、花生間作以及辣椒單作對(duì)生物量、產(chǎn)量的影響。利用辣椒-玉米（8∶1）、辣椒-大豆（8∶4）、辣椒-花生（15∶5）、辣椒單作（8）這4組數(shù)據(jù)，將其向量化，分別為（8，1，0，0）T、（8，0，4，0）T、（15，0，0，5）T、（8，0，0，0）T。將這4組向量合并為一個(gè)矩陣X。

用同種方法，將以上4種間作模式下對(duì)應(yīng)的生物量、生物量增加率、產(chǎn)量、產(chǎn)量增加率組成一個(gè)矩陣Y。

式中，x1（hm2）為辣椒的種植面積；x2（hm2）為玉米的種植面積；x3（hm2）為大豆的種植面積；x4（hm2）為花生的種植面積；y1（kg/hm2）為生物量；y2（%）為生物量增加率；y3（kg/hm2）為產(chǎn)量；y4（%）為產(chǎn)量增加率。

由此可知，不同的種植比例對(duì)辣椒中各種成分都有一定的影響[3]。通過(guò)數(shù)據(jù)擬合，計(jì)算出辣椒和玉米間作比例分別與生物量、生物量增加率、產(chǎn)量、產(chǎn)量增加率之間的函數(shù)關(guān)系。

分別利用辣椒與玉米以10∶2、8∶1、8∶4的方式間作（向量分別為（10，2，0，0）T、（8，1，0，0）T、（8，4，0，0）T和辣椒以10個(gè)和8個(gè)單位單獨(dú)間作（向量分別為（10，0，0，0）T、（8，0，0，0）T）5組數(shù)據(jù)以及它們對(duì)應(yīng)的生物量、生物量增加率、產(chǎn)量和產(chǎn)量增加率。設(shè)x11為這組數(shù)據(jù)辣椒種植單位，則

x11=[10 10 8 8 8]T

設(shè)x22為這5組數(shù)據(jù)玉米的種植單位，則

x22=[2 0 1 4 0]T

設(shè)z1為此組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的生物量，則

z1=[4 544.3 3 737.60 4 266.11 4 994.37 3 054.7]T

設(shè)z2為該組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的生物量增加率，則

z2=[21.58 0 39.66 63.50 0]T

設(shè)z3為此組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)量，則

z3=[1 764.91 1 517.22 1 621.99 1 634.37 1 478.23]T

設(shè)z4為此組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)量增加率，則

z4=[16.33 0 9.73 10.56 0]

2.3 模型求解

[4] 利用MATLAB中的cftool擬合工具，對(duì)（x11，x22，z1）進(jìn)行函數(shù)擬合。

z1=4 571-59.89x11+918.9x22-518.6x11x22-678x222

該方程為擬合出的辣椒、玉米的種植單位數(shù)與生物量之間的函數(shù)關(guān)系。擬合圖像見(jiàn)圖1。

利用MATLAB中的cftool擬合工具，對(duì)（x11，x22，z2）進(jìn)行函數(shù)擬合，得

z2=39.36-16.06x11+28.47x22-19.19x11x22-22.2x222

該方程為擬合出的辣椒、玉米的種植單位數(shù)與生物量增加率之間的函數(shù)關(guān)系。擬合圖像見(jiàn)圖2。

利用MATLAB中的cftool擬合工具，對(duì)（x11，x22，z3）進(jìn)行函數(shù)擬合，得

z3=1 684+32.85x11+145.4x22+13.74x11x22+97.74x222

方程為擬合出的辣椒、玉米的種植單位數(shù)與產(chǎn)量之間的函數(shù)關(guān)系。擬合圖像見(jiàn)圖3。

利用MATLAB中的cftool擬合工具，對(duì)（x11，x22，z4）進(jìn)行函數(shù)擬合，得

z4=12.75+0.612 2x11+9.697x22+0.731 7x11x22-6.617x222

該方程為擬合出的辣椒、玉米的種植單位數(shù)與產(chǎn)量增加率之間的函數(shù)關(guān)系。擬合圖像見(jiàn)圖4。

將任意x11（辣椒種植單位）、x22（玉米種植單位）代入以上4個(gè)方程中，得出對(duì)應(yīng)的生物量、生物量增加率、產(chǎn)量、產(chǎn)量增加率。在一定范圍內(nèi)，根據(jù)這些擬合出的函數(shù)關(guān)

系，計(jì)算出生物量、產(chǎn)量等屬性的函數(shù)值，從而達(dá)到預(yù)測(cè)改變套種模式后辣椒的不同屬性。

3 結(jié)論與討論

間作系統(tǒng)發(fā)揮種植作物各自的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，在充分利用各種自然資源的前提下形成一個(gè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的田間群體，有利于提高土地利用率、增加產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本、促進(jìn)農(nóng)民增長(zhǎng)增收[5]。

研究表明，不同辣椒間作系統(tǒng)能夠提高辣椒葉片的營(yíng)養(yǎng)利用率，控制辣椒病、蟲(chóng)害，促進(jìn)辣椒和間作作物的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量和產(chǎn)值。辣椒花生（15∶5）、辣椒大豆（8∶2）和辣椒玉米（10∶2）這3種辣椒間作模式具有較好的增產(chǎn)、增值效果。通過(guò)獲得的函數(shù)關(guān)系和函數(shù)圖像，能夠得知在不同比例下各種產(chǎn)物的生物量、產(chǎn)量等的形勢(shì)預(yù)測(cè)，供今后進(jìn)一步研究和生產(chǎn)示范應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[5] 高廷科，李國(guó)章.作物多樣性栽培的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)與技術(shù)簡(jiǎn)介[J].云南農(nóng)業(yè)科技，2005（4）：12-13.