番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）是重要的设施蔬菜作物,其在生产中对温室设施内光环境具有较高的要求。为解决集约化温室番茄生产中,下部冠层光照不足,导致植株生长光能利用减低、生长发育受阻的问题,本文以发光二极管（LED）作为补光光源,首先设置了红+蓝（R/B）、白+红+蓝（W/R/B）、白+红+远红（W/R/FR）,及白+蓝（W/B）四种复合光质,分别自株内冠层补光（2-3片叶,叶片上表皮受光）和底部冠层补光（最低叶片下表皮受光）两种补光方向,系统地研究了复合光质及给光位置与番茄生长发育及光能利用特性的关系;其次针对经济性能较优的补光方式,进一步设置了 100、200、300和400 μmol·m^-2·s^-1的4种光强处理,合理补光光强设置;同时,利用¹³C示踪法标记了不同叶片碳固定能力及对果实产量的影响,找出促进果实发育的高效叶片,探寻合适的补光位置和剪枝方式,最终提出了适合温室番茄密集栽培的高效补光模式。主要研究结果如下:1.株间补光能显著改善密植番茄中下冠层的株间光环境,显著提升叶片光合效率,减少气孔关闭,从而促进植物生长与果实发育,且以LED作为补光光源,不会显著改变株间热环境。2.不同复合光质作用效果有显著差异,W/R/B和W/B处理下的植株株低茎粗、生物量较高、健康指数及开花数高,植株生长明显优于R/B及W/R/FR。但W/R/B处理下植株叶片的可溶性糖含量最高,而W/B处理下的植株叶片淀粉含量最高。3.各补光处理间植株叶片叶绿素含量并无显著差异,不同处理间叶片光合作用表现是由二氧化碳（CO₂）利用的变化引起的。W/R/B和W/B中较高的蓝光含量可以减缓气孔关闭,并促进光合电子传递活性,从而更好地提高光合速率。4.自底部冠层补光处理能维持较低冠层相对稳定的光照条件,更好地提高植株叶片CO₂的同化效率和减少过度的能量消耗,从而提高光合作用,促进果实产量的提高,具有较高的经济性。结合前面不同光质作用效果分析,从底部冠层给光的W/R/B和W/B补光方式具有最佳性能。5.采用株内冠层补光方式,光源距离果实较近,增加果实的直接曝光量,进而促进果实可溶性固体含量的增加,有利于满足高糖度果实生产需求。6.补光光强对番茄叶片光合特性、植株生长及果实发育有显著影响:光强在100-200 μmol·m^-2·s^-1范围内,随光强增加,气孔打开,气孔阻力减少,原初光能转化效率提高,用于电子传递的光能比例增加,从而促进光合产物积累与果实发育。光强继续升高,至300 μmol·m^-2·s^-1 ,叶片光合能力、植株物质积累、及果实干鲜重等各项指标数值并不随光强的增加而显著变化;而当光强继续升至400 μmol·m^-2·s^-1时,各项指标数值反而降低。7.不同果穗发育状况不完全一致,随果穗序数的增加,植株对高光强的耐受能力减弱,应适当减少补光光强,以防止过度补光。结合各处理间经济性比较结果,底部冠层补光光强为200μmol·m^-2·s^-1具有较高的经济性,更有利于实现设施番茄栽培的增产提质。8.对植株施以¹³CO₂,考察各器官内¹³C同化量的结果显示,果实周围的六片叶子具有较高的碳固定能力。分别以这六片叶为¹³C接收源,测定¹³C同化物输出率及果实中¹³C同化物含量显示补光的受光叶片应选择果实下面的3片叶,余下叶片可以摘除。