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西瓜是雌雄同株异花植物，雌花和雄花都有蜜腺，主要靠蜜蜂等昆虫传粉，是典型的虫媒花。昆虫的活动受天气的影响很大，昆虫在无风的晴天活动频繁，而在阴雨低温的天气则活动较少。另外，在保护地设施栽培也缺少昆虫传粉，此时应该进行人工辅助授人工授粉的最佳时间是上午7～9时，方法是：在晴天早晨采取当天开放的雄花，放置于保湿容器中让其自然开放。当田间雌花开放时，将开放的雄花去掉花瓣或后翻花瓣使雄蕊露出，然后用雄花的花药在雌花的柱头上轻轻涂抹，使花粉均匀地黏在柱头上，注意不可碰伤柱头，每朵雄花可给2～3朵雌花授粉。下雨天最好在开花前1天傍晚用纸帽将雄花和雌花套住，以防雨水淋湿花粉和柱头，影响授粉受精。授粉后换一干纸帽重新将雌花套上。纸帽的制作方法是:将旧报纸、旧书纸裁成适当大小，用5号电池作模具将纸卷成筒形，将圆筒的一端拧紧，然后将5号电池抽出即可。
人工授粉的时间应掌握在晴天上午9时前完成，超过9时授粉的坐瓜率显著下降。遭遇低温阴雨天气时有时中午西瓜才开花，授粉时间可适当后延。人工辅助授粉重点在主蔓第二至第三朵雌花盛开时进行，同时要注意选择大而饱满、花柄长而粗的雌花授粉。雄花不宜在田间随用随采，应在田间采取雄花蕾，置于室内自然开放后，再拿到田间进行授粉，这样花粉数量多、质量有保证。另外，雌花的柱头一般分3瓣，应均匀涂抹，以免出现偏瓜。
为了便于瓜熟后及时采收，在人工授粉时可用不同的记号标记出开花、坐瓜日期。
