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本试验选用连作6年种植12茬番茄的有机栽培基质,研究轮作白菜、菜豆和芹菜对基质理化性质、基质酶活性以及温室后茬番茄生长、生理和品质的影响,并采用Illumina Miseq高通量测序平台对轮作后基质中的微生物群落结构和多样性进行评估。旨在探讨不同蔬菜轮作对番茄连作基质中的微生物区系和理化性质的改善效果,为克服基质连作障碍和基质栽培可持续发展提供理论和技术依据。试验取得以下主要结果:1.番茄连作基质经过白菜和菜豆轮作后,基质EC值、有机质含量、全钾和有效磷含量均较连作处理分别显著增加了31.20%、7.40%、10.99%、13.65%和3.38%、16.75%、26.42%、8.91%,轮作芹菜处理的基质pH和全氮含量比连作处理显著增加了4.59%、5.60%。通过RDA分析得出,大部分的真菌属与有机质和有效磷呈正相关,与pH呈负相关,大多数有益的细菌属如放线菌属、芽单胞菌属、根瘤菌属等与基质有效磷含量、EC、有效钾、全磷、全钾和有机质呈正相关,与pH呈负相关。2.轮作芹菜处理能显著提高栽培基质中真菌的多样性和丰富度,而轮作白菜处理和轮作菜豆处理的真菌多样性显著低于番茄连作处理。进一步的PCoA分析表明,3个轮作处理的真菌群落结构不同于番茄连作处理。连作处理中的几种有害真菌属（如Pseudogymnoascus、Gibberella和Pyrenochaeta等）的相对丰度要明显高于3个轮作处理,且轮作芹菜处理对有害真菌属丰度的降低效果更明显。3.轮作白菜、菜豆和芹菜处理的Observed species、Chao1指数和Shannon指数均高于连作处理,说明轮作各处理中细菌的丰富度和多样性均高于连作处理。细菌群落的层次聚类分析和PCoA分析均表明,轮作处理与连作处理的细菌群落明显分离。各轮作处理中的优势菌属为固氮菌属、放线菌属和厌氧绳菌属等有益菌属。4.对后茬番茄栽培研究表明,前茬各轮作处理栽培的番茄株高、茎粗和叶面积均高于番茄连作处理。前茬轮作白菜处理的番茄植株在结果盛期和结果末期的株高和叶面积最大。在整个生育期内各轮作处理的番茄茎粗无显著差异,但总体以白菜处理的茎粗较大。5.后茬番茄叶片在光合荧光生理上表现为:轮作芹菜处理可以显著提高后茬番茄叶片的胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和净光合速率（Pn）,增幅分别为38.15%、62.99%、65.06%和48.46%。轮作白菜和轮作菜豆处理相较连作处理显著提高了后茬番茄叶片的Tr和Gs,增幅分别为69.12%、58.86%和50.85%、62.81%。相较连作处理,轮作菜豆处理的番茄叶片qP显著提高了4.00%,轮作芹菜处理的番茄叶片非光化学淬灭系数（NPQ）显著提高了91.67%。在抗氧化酶活性和过氧化程度上表现为:各轮作处理的轮作芹菜处理的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性均高于番茄连作处理,且轮作芹菜处理要显著高于番茄连作处理,分别增加了15.70%和53.16%。而连作处理的丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量要显著高于各轮作处理,轮作芹菜处理的膜脂过氧化程度最低,降幅为31.97%和47.02%。6.不同蔬菜轮作对后茬番茄品质有较大影响,轮作芹菜、白菜和菜豆处理均显著提高了后茬番茄果实可溶性糖含量,较连作处理分别增加了:54.18%、42.34%和39.74%,且轮作芹菜处理还显著提高了果实中可溶性蛋白含量和抗坏血酸含量,增幅为:75.56%和0.30%。连作处理中番茄果实的有机酸含量和硝酸盐含量要显著高于各轮作处理果实中的含量。综上所述,从不同蔬菜轮作对基质理化性质、微生物区系变化及后茬番茄生长发育效果来看,以轮作芹菜后微生物群落多样性最高,且对后茬番茄果实品质的改善效果最好,其次是轮作白菜,而连作处理严重降低了栽培基质中微生物多样性和丰富度,并影响了后茬番茄的生长生理和品质。因此在连茬种植番茄的有机基质中轮作芹菜更能克服有机基质连作障碍,从而实现设施番茄有机基质高效可持续生产。