在现代农业生产中,一方面由于栽培管理不当导致的土壤板结、积水或淹水,以及根系和根际微生物呼吸等因素均会造成植株根系气体环境中氧气浓度降低,CO₂浓度过高。另一方面,大气中温室气体浓度的升高也会间接导致土壤内CO₂浓度也随之升高。根际环境中CO₂浓度过高也会影响植株的正常生长育。本试验以薄皮甜瓜品种‘彩虹七号’为试材,在气雾栽培条件下通过根际CO₂自动控制系统对薄皮甜瓜幼苗进行通气处理,本试验共设置三种根际CO₂浓度处理分别为:正常大气CO₂浓度、0.5%CO₂与1%CO₂用以探究薄皮甜瓜幼苗根系形态、根尖细胞超微结构、氮吸收及其相关基因表达对根际高浓度CO₂的响应。试验主要结果如下:1.长期高浓度CO₂处理显著抑制甜瓜幼苗的生长发育,植株生物量积累减少,根系活力减弱。在通气处理的第15d,同对照相比,最长根长在0.5%CO₂处理下减少16.57%,在1%CO₂处理下减少27.06%;根体积在0.5%CO₂处理下减少14.78%,在1%CO₂处理下减少34.66%。株高、茎粗等各项生长指标受抑制程度均达到显著水平,且根际处理的CO₂浓度越大受抑制程度越高。2.长期根际高浓度CO₂处理会抑制根系形态的正常生长。通过根系形态扫描图片能够看出,在正常根际气体环境中生长的根系长且粗壮;在根际CO₂浓度为0.5%处理下的根系同对照相比较短,但比1%CO₂处理下的根系粗壮;在根际CO₂浓度为1%处理下的根系细长,且长势最弱。通过对根系形态参数的分析发现,在通气处理的第15d,同对照相比,根尖数在0.5%CO₂处理下减少24.70%,1%CO₂处理下减少40.17%;根系总长在0.5%CO₂处理下减少27.36%,1%CO₂处理下减少33.28%。根系总面积、投影面积和总根尖数目均减少。根系直径为0.0-0.5 mm的细根（养分吸收活跃根）所占比例也受到抑制。根际CO₂处理浓度越高粗根数目所占比例越多,即根际高浓度CO₂会通过影响根系形态来影响植株对营养元素的吸收。3.通过对根尖细胞的超微结构观察,发现随着处理时间的延长,在根际高浓度CO₂处理下的根尖细胞出现细胞器数目逐渐减少,在处理初期仍能观察到线粒体,但线粒体数目比对照组少,且线粒体内嵴少,内含物含量少,提前衰老趋势明显,且根际CO₂的处理浓度越高根尖细胞的衰老现象越提前出现。4.在通气处理的初期,根系内总氮的含量、硝态氮含量、铵态氮含量、NR活性及GS活性均表现出较对照组有所升高,而后随着处理时间的延长均呈现出下降趋势。其中氮吸收酶相关基因CmNR,CmGS的相对表达量显著下调。根系中硝酸盐转运高亲和基因CmNRT2.4,CmNRT2.5的相对表达量也表现出下调。说明根际高浓度CO₂处理会在转录水平上调控薄皮甜瓜幼苗根系的氮吸收过程。