La salinidad del suelo es una grave amenaza para la producción agrícola. La mayoría de los suelos salinos se vuelven alcalinos, aumentando el pH del suelo y, a su vez, dificultando el crecimiento y desarrollo de los cultivos. En este estudio, se estudiaron los efectos de una pulverización foliar de melatonina (MT; 100 mol·L) sobre el pH del entorno de las raíces, el crecimiento de plántulas de tomate, los niveles endógenos de MT, la cinética de inducción rápida de la fluorescencia de la clorofila y las enzimas clave del ciclo de Calvin bajo estrés alcalino (60 mmol·L NaHCO) en tomates Riegel 87-5. Los resultados revelaron que el crecimiento y la fotosíntesis de las plántulas de tomate fueron inhibidos por el aumento del pH en el entorno de las raíces bajo estrés alcalino; sin embargo, la aplicación de MT exógeno redujo el pH del entorno de las raíces, alivió la inhibición del crecimiento de las plántulas de tomate bajo estrés alcalino, aumentó el contenido de pigmentos fotosintéticos, alivió el daño de los lados donante y aceptor de la cadena de transporte de electrones fotosintéticos, aumentó la actividad y eficiencia del transporte de electrones fotosintéticos y optimizó la proporción de energía lumínica asignada a los centros de reacción del PSII. El aumento de los niveles de expresión de enzimas del ciclo de Calvin, incluidas la fructosa-1,6-bisfosfato aldolasa (), la fructosa-1,6-bisfosfato esterasa () y la fosfoglicerato quinasa (), condujo a un rendimiento fotosintético mejorado en las plántulas de tomate. El MT exógeno aumentó los niveles de MT endógeno y estimuló la producción y secreción de ácidos orgánicos en el sistema de raíces. Esta regulación del contenido de ácidos orgánicos redujo el pH ambiental en la zona entre raíces, aliviando el daño causado por el estrés alcalino. Este estudio indicó que la administración exógena de MT puede mediar un aumento en los niveles de MT endógeno, regular la eficiencia de la fotosíntesis y los niveles de pH de las raíces, y desempeñar un papel crucial en la mitigación de lesiones causadas por el estrés alcalino en plántulas de tomate.