Los humedales construidos (CWs) son sistemas efectivos de tratamiento de aguas residuales, que dependen de la absorción de plantas y sustratos y de la disminución microbiana para eliminar contaminantes. Se ha informado que la melatonina puede promover el crecimiento de las plantas y cambiar la estructura de las comunidades microbianas. Los efectos de la melatonina en la tolerancia al estrés de las plantas han sido ampliamente estudiados, mientras que los efectos de la melatonina en la eficiencia del tratamiento de aguas residuales en humedales construidos son poco conocidos. En el estudio actual, se añadió melatonina a 1 mM a los sistemas de humedales construidos para determinar las características fisiológicas de Phragmites australis, la actividad enzimática microbiana y la estructura de la comunidad microbiana de los CWs. Bajo el tratamiento con melatonina, el An y gs de las plantas de Phragmites australis mejoraron significativamente en comparación con el control. Además, los contenidos de fosfato y aniones totales en la savia del xilema de Phragmites australis aumentaron significativamente. Sin embargo, la concentración de fósforo total en el efluente no cambió significativamente. El tratamiento con melatonina mejoró la actividad de deshidrogenasa y aumentó significativamente la eficiencia de eliminación de NH4+-N en los CWs. Además, la melatonina redujo la riqueza de la comunidad microbiana en los CWs, mientras que aumentó la diversidad de la comunidad bacteriana y alteró la composición microbiana. El análisis FARPROTAX mostró que la melatonina aumentó la abundancia de bacterias involucradas en la fijación de nitrógeno y la ureólisis, lo que puede estar relacionado con la mejora del rendimiento fotosintético de las plantas y un mejor ambiente de oxígeno en la rizosfera. Estos resultados sugieren que la melatonina puede afectar el rendimiento de las plantas y la composición y funciones microbianas para mejorar el efecto de purificación de los humedales construidos.