西瓜授粉首先要選好坐瓜的節位，保護地栽培的西瓜，坐瓜節位可低些；春季露地栽培，坐瓜節位高些；早熟品種坐瓜節位低；晚熟品種坐瓜節位應高些。适宜的留瓜節位，因品種和氣候條件而定。一般早熟品種在主蔓第12-15節留瓜。中晚熟品種留瓜在主蔓第20-25節，一般為第2或第3雌花。在低溫、肥料不足、光照較弱、植株生長勢較差的情況下，可适當推遲留瓜。
雌雄花的選擇在授粉中也非常重要，是決定西瓜産量高低和品質好壞的第一步，應選擇坐瓜節位的雌花子房大，茸毛多，果柄長而粗，這樣的雌花比較容易坐果，長成後果實大，産量高；用于授粉的雄花應選擇當天開放、顔色鮮豔、花冠直徑較大的雄花授粉。
西瓜授粉的最佳時間晴天，且是睛天的上午8～10時，這個時間段是雌花柱頭和雄花花粉生理活性最旺盛的時間，此時是人工授粉的最佳時間。授粉完成時間通常以7-10天為宜，最長不超過10天，這樣坐果期集中，管理方便，采收期集中，并且果實大小均勻，産量也高。如超過10天，相對坐瓜不整齊，有的瓜已長到雞蛋大小，需馬上澆水，而有的瓜剛剛坐住，生長緩慢，不宜澆水，造成管理上不方便，果實大小參差不齊，采收期不集中，産量也減少10%～15%。
西瓜授粉一般有兩種方法：
一是花對花法，授粉時，輕輕托起雌花花柄，使其露出柱頭，然後選擇當日開放的雄花，連同花柄摘下，将花瓣外翻，露出雄蕊，将花粉在坐瓜節位雌花的柱頭上輕輕塗抹，使花粉均勻地散落在柱頭上，1朵雄花可授2-4朵雌花。
二是毛筆蘸粉法，摘下當天開放的雄花，将花粉集中到幹淨的器皿中混合，用軟毛筆或小毛刷蘸取花粉，對準雌花的柱頭，輕輕塗抹幾下，待柱頭有明顯的黃色花粉即可。
若西瓜開花期間陰雨天氣多，影響正常的傳粉，可于雨前提前1天将雌花和雄花戴紙帽或小塑料袋防雨，授粉時取袋進行，授粉後雌花仍戴帽防護，3天後取下。開花授粉時遇有陣雨，雨後2小時進行授粉。授粉應于3小時内完成，授粉後3小時内無雨，則能正常管理；3小時内有小雨，應補授1次。
授粉後要在授粉瓜節位挂上不同顔色的紙牌作标記。确認已經授粉，防止重複授粉，而且便于确定西瓜的成熟期，做到适時采收。
授粉後次日下午，如果雌花果柄彎曲下垂生長，子房前端開始觸地，表明授粉成功。如果雌花果柄仍然向上或仍然向前伸，表明未授上粉。此時清理該植株上标記牌，重新選擇雌花授粉。
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