在农业生产中常会出现土壤板结或积水等不良状况,使土壤中CO2大量增加,从而影响植物的生长发育。甜瓜是对根际气体敏感的植物,在设施栽培中经常会遇到土壤中CO2增加的情况,从而影响其生长发育。前人研究表明植物根系可以吸收CO2并在体内运输,虽然本课题对根际高CO2下植株生长、营养吸收代谢的变化规律进行了大量研究,但有关根际CO2如何进入甜瓜根系及在甜瓜体内的分配规律尚不明确。本试验以薄皮甜瓜“玉美人”为试材,采用13CO2稳定同位素示踪技术,通过0.2%和1%两个不同浓度的根际13CO2处理（0.2%为根际常规CO2浓度,1%为根际高CO2浓度）,对根系吸收的碳在系统中的分配进行定位以及定量,探究不同浓度根际CO2对甜瓜根系吸收CO2的影响,进而为甜瓜根系对根际碳的高效吸收利用提供理论依据。同时通过气雾法栽培,利用本课题组研制的根际CO2自动控制系统对薄皮甜瓜幼苗进行0.5%和1%两个不同浓度的根际高CO2处理（对照处理为0.2%,根际常规CO2浓度）,研究不同根际高CO2浓度对薄皮甜瓜幼苗的生长发育、叶片光合作用、叶片光合碳同化相关酶活性及基因表达的影响,阐明不同根际高CO2浓度影响甜瓜碳同化的机制。主要结果如下:1.13CO2稳定同位素示踪试验中,0.2%和1%浓度的根际13CO2处理在0.5h时P1（甜瓜根系）检测到13C,1%13CO2处理在0.5h时P2（从下往上数第一、二片叶子和第一、二节茎）检测到13C,0.2%13CO2处理在1.5h时P2检测到13C,0.2%和1%13CO2处理在1.5h时P3（剩余茎和叶）检测到13C。在5h时0.2%和1%13CO2处理的δ13C值最大,表现为P1＞P2＞P3,且1%13CO2处理显著高于0.2%13CO2处理。表明甜瓜根系可以吸收CO2,并向地上部分运输,且在一定范围内根际CO2浓度越高,根系吸收CO2越多,向上运输速度越快。2.在不同根际13CO2浓度处理期间,1%13CO2处理的根、茎和叶中的13C分配量均显著高于0.2%13CO2处理,但随着处理时间的延长,0.2%13CO2处理的13C总量在增加,1%13CO2处理的13C总量在减少,表明根际CO2浓度和处理时间影响根系对碳的吸收。3.在不同根际13CO2浓度处理期间,0.2%13CO2处理的根和茎中的13C分配比例显著高于1%处理,在叶中则相反,1%13CO2处理的13C分配比例显著高于0.2%处理,表明根际CO2浓度影响根系吸收的碳在甜瓜根、茎和叶中的分布。4.在不同根际13CO2浓度处理期间,0.2%13CO2浓度处理的根、茎和叶中的碳积累量均显著高于1%13CO2处理,而植株内碳素积累量是反应碳固定量的最直观表现,这表明根际高CO2浓度处理抑制甜瓜幼苗对碳的固定,从而影响甜瓜的碳同化。5.不同根际高CO2浓度处理期间,0.5%和1%的根际高CO2处理9d后Rubisco、RCA、FBPase、FBA、SBPase和TK等碳同化相关酶活性与对照相比显著降低。0.5%和1%的根际高CO2处理9d后Cm Rubisco、Cm RCA、Cm SBPase、Cm FBPase、Cm FBA、Cm PRK等碳同化相关基因表达与对照相比显著下调,处理12d后,Cm PGK基因的表达显著低于对照,在9～12d时,Cm TK基因表达显著低于对照。表明0.5%及以上根际高浓度CO2处理9d后抑制甜瓜光合碳同化相关酶活性及基因表达,从而抑制甜瓜幼苗的碳同化。