1、温度
西瓜为耐热性作物，在整个生长发育过程中，要求有较高的温度。据观察，西瓜生长所需要的最低温度为10℃，最高温度为40℃，适应范围为10~40℃，最适温度为25~30℃。但应该指出，西瓜不同生育期对温度要求不同，发芽期的最适温度为28~30℃，幼苗期最适温度为22~25℃，抽蔓期最适温度为25~28℃，结果期的最适温度为30~35℃。西瓜整个生长发育期间所需要的积温为2500~3000℃，其中从雌花开放到该果实成熟的积温为800~1000℃
另外，西瓜在特定的条件下栽培时，对温度也有一定的适应范围，如在冬春温室或大棚内种植西瓜时，其适应范围，夜温8℃，昼温38~40℃，昼夜温差在30℃时仍能正常生长和结果。一般认为在温室栽培中，坐果的适宜温度为25℃，18~20℃是结果的低限，在18℃以下结的果容易变成扁圆或畸形。
西瓜最适于大陆性气候下栽培，在一定的温度范围内，较高的昼温和较低的夜温有利于西瓜的生长，特别有利于西瓜果实内的糖分积累。这是因为在适温范围内虽然光合作用与呼吸作用都随温度的升高而增强，但在通常情况下，白天光合作用都大于呼吸作用，所以较高的昼温有利于碳水化合物的积累；而较低的夜温，一方面可降低呼吸作用，减少消耗，另一方面又有利于碳水化合物由叶子运转到茎蔓、花果和根部。
西瓜种子的发芽与温度有着密切的关系，一般在16~17℃开始发芽，25~30℃发芽最适，16℃以下和40℃以上时极少发芽，但经过锻炼后的种子可在12~14℃条件下萌发，因此春季露地直播的安全适宜期各地均习惯安排在地温稳定在15℃以上时开始。
土壤温度影响根系和根部有益微生物的活动，特别影响水分和矿物质的吸收，从而影响叶片的光合作用。西瓜根系生长的最低温度10℃，最高温度为38℃。据观察土温在13℃时，主根的伸长仅为32℃时的1/50，因此，提高地温，对西瓜幼苗根系的生长极为有利，早春土温每上升1℃一般需5~6天，所以用塑料薄膜覆盖育苗可提前15~20天播种，如果再覆盖地膜，则效果更好。
此外，温度对西瓜的花芽分化、开花时间和花粉发芽等都有较大的影响，据观察，夜温每上升或下降1℃，开花的时间大约提前或延迟30分钟左右，如果夜温能维持在18℃以上，则开花时间可提早到清晨6时。温度与西瓜花粉发芽的关系也很密切，在一定的范围内，最低气温越高，花粉的发芽率就越高，在最低气温为9~10℃时发芽率为零，在12~14℃时发芽率为20%~30%，18~20℃发芽率为68%~82%，温度每提高或降低1℃，花粉发芽率平均提高或降低7.26%。
2、光照
光照对西瓜的生长发育、产量形成等极为重要，在其生长发育的过程中，需要有充足的日照时数和光照强度。
西瓜一般每天的日照时数应为10~12小时，在光照充足时，植株生长健壮，茎蔓粗壮，叶片肥大，组织结构紧密，节间短，花芽分化早，坐果率高度；光照不足，长时间的阴雨连绵天气，植株生长就变得细弱，节间增长，叶薄色淡，叶绿素含量降低，光合作用弱，容易造成落花和化瓜，同时由于同化作用减弱，糖分积累少，果实品质差。当瓜苗出现第一片真叶时，若缺乏光照或人工遮荫，就会破坏正常的物质交换，削弱植株长势，并影响植株个体发育的全程，阻碍结实，致使产量下降，品质变劣。因此，在西瓜地间套作时，必须减少西瓜和间套作物的共生时间，减少对西瓜的遮荫。
光照强度直接影响西瓜的产量和品质。
据测定，西瓜幼苗期间的光饱和点为8万勒克斯以上，结果期要求10万勒克斯以上。当光照强度下降时，光合作用的积累与呼吸作用的消耗逐渐接近，以至两者相等，西瓜植株不积累有机物质，这时的光照强度为补偿点，西瓜的补偿点为4000勒克斯。光合作用的补偿点随外界条件的不同而发生变化，特别是受温度影响很大，当温度升高时，呼吸作用的增强比光合作用的增强大得多，因此，在较高的温度下，为了弥补呼吸作用消耗，就需要有较高的光照强度。
另外，光质对幼苗生长影响亦很明显，红、橙等长波光可使西瓜茎蔓伸长加速，节间细长；而蓝、紫等短波光则有抑制节间伸长的作用。
3、水分
西瓜的一生需水量很大，但它又是耐旱性很强的作物，其强大的耐旱力除了它具有地上部的耐旱生态特征外，主要是由于拥有发育强大的根系以及根毛细胞所具有的强大吸收能力。旱地西瓜如青农五号具有叶片的含水量高、细胞液浓度低、蛋白质凝固温度高、叶绿素含量高、蒸腾强度小、本质部分流强度大等生理特点。西瓜果实大而多汁，也有调节水分蒸发的作用。西瓜的原生质对于缺水虽有较高的忍耐性，但是，对于干旱，尤其是在需要水最多的膨瓜期内缺水，将影响果实的正常发育，缺水严重时，甚至可以引起落果。因此，在干旱缺水地区或缺水季节，必须及时进行适量补充灌溉，才能促进坐果，获得丰产。
西瓜植株不耐涝，一旦水淹后土壤内含水分过高时，往往由于造成根系缺氧而导致全株窒息而死亡，所以，在多雨地区和多雨的季节，栽培西瓜必须重视排涝工作。
虽然西瓜一生的需水量很大，但它却要求空气干燥，空气相对湿度为50%~60%时最为适宜。较低的空气湿度有利于果实成熟，并可提高其含糖量；若空气湿度过高时，则其果实常会味淡、皮厚品质差，同时也易感病。开花授粉时若空气湿度不足，常因花粉不能正常萌发而影响坐果。据观察，当空气湿度从95%降到50%时，花粉的萌发力从90%降至18.3%，致使受精过程不能进行，造成子房脱落；在生产上可以利用清晨相对湿度较高时进行人工授粉，或者采用人工喷水或花前畦面灌水等办法加以防止。
4、土壤
西瓜根系具有明显的好气性，它生长的最适宜氧气压是18%，所以只有物理结构良好的土壤中才能有足够的氧气供西瓜正常生长发育所需。西瓜对土壤条件的适应性较广，在沙土、丘陵红壤以及水田黏土上均可栽培；但最适于在土层深厚、排灌条件均较好的沙性土壤上栽培，这是因为沙土的通气性、透水性好，降水或灌溉后水分下渗快，干旱时地下水通过毛细管上升也较快；
同时，沙土白天吸热快、增温高，春季地温回升早、夜间散热迅速，昼夜温差大，这种土壤温度的变化不仅有利于根系的正常发育和对水分、矿物质的吸收，也影响到养分的运转和叶片的同化率，从而促使幼芽出土快，幼苗生长迅速而健壮。由于同样原因，沙地西瓜不仅成熟早，而且含糖量高、品质好，但是，瓤质疏松略发沙。此外，沙地一般均比较瘠薄，肥料分解和养分消耗流失也比较快。
当施肥不足，矿物质营养往往满足不了植株需要，生长势转弱，易于衰老，发病亦早，所以合理增施肥料是沙地栽培增产的关键措施之一。反之，在通透性不良的黏性土壤上种植西瓜，根系伸长比较困难，地温低，发苗慢，成熟晚，植株一般不早熟，茎叶维持时间长，但只要温湿度条件适宜，土壤营养得到满足，同样也能长大瓜，夺高产。新垦荒地，由于杂草少，病害轻，所以也很适于种植西瓜。
西瓜适于在中性土壤中生长，但对于土壤酸碱度的适应性比较广，在PH5~7范围内生育正常。在枯萎病发生地区，则以在酸性较小的土壤上种植较为安全性；在强酸性土壤中生育不良，因此，在南方酸性较强的稻田内种植西瓜，需经常加施石灰、草木灰等碱性肥料，对于土壤进行中和改良后西瓜才能正常生长发育。西瓜的生长对于盐碱较为敏感，只有当土壤中的含盐量低于0.2%时，才能正常生长，所以在盐碱地种植西瓜，必须对土壤加以改良。
5、营养元素
西瓜正常生长发育所必需的矿物质营养元素是氮、磷、钾。氮素供应适当时，植株生长正常，叶片葱绿，瓜蔓健壮；当氮素供应过量时，植株生长过旺，植株体内形成的碳水化合物多用于营养器官特别是叶片内蛋白质的形成，以致造成蔓叶徒长，坐瓜率降低，使坐瓜晚，成熟期延长，品质降低；当氮素不足时，则叶绿素含量减少，叶色变淡，蛋白质的合成也受到阻碍，因而叶片较小，侧蔓也少，产量大大降低。
磷是核蛋白质的组成成分之一，它能增进碳水化合物的运输，有利于果实糖分的积累，能改善果实风味，同时对根系生长、种子发育和果实成熟等方面都有促进作用。缺磷时，根系生长发育不良，影响花芽分化，推迟开花日期，容易造成落花或化瓜，瓜瓤内也容易出现黄色纤维，降低品质，种子也不饱满。
钾能促进茎蔓生长健壮和提高茎蔓的韧性，增强防风、抗寒、抗病虫的能力。钾元素是植株体内多种酶的活化剂，能够增进输导组织的生理机能，提高吸收水肥的能力，有利于光合作用的进行，并能加速光合作用产物向果实和种子中输送。同时钾是植株内各种糖的合成及转移所必不可少的重要营养元素，它还能够加速蛋白质的合成，提高氮肥的吸收利用率。缺钾会使西瓜植株生长缓慢，植株矮化，茎蔓脆弱，叶缘干枯，抗虫耐病能力降低，抗旱能力减弱，特别是在西瓜膨大期，缺钾会引起输导组织衰弱，养分的合成和输送受阻，进而影响到果实糖分的积累，使西瓜的产量和品质下降。
西瓜整个生育期对氮、磷、钾三要素的吸收量以钾为最多，氮次之，磷最少。不同生育期对三要素的需要量和吸引比例不同，发芽期吸收量极少，仅占总吸肥量的0.01%，此期主要靠子叶内贮藏的养分；幼苗期吸肥也较少，约占总吸肥量的0.54%；抽蔓期吸肥量增多，约占总吸肥量14.67%。以上三个时期是以营养生长为主，吸收氮肥所占的比例都较大。整个结果期吸肥量最多，约占总吸肥量的85%左右，其中吸收钾肥的量为最大，特别是在果实膨大期，吸肥量最大。
6、二氧化碳
植物进行光合作用时，吸收二氧化碳，释放出氧气。二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料，西瓜植株周围二氧化碳浓度的大小，能直接影响到光合作用。要维持西瓜较高的光合作用，应使二氧化碳浓度保持在0.25~0.3毫升/升，增施有机肥料和碳素化肥，可以提高二氧化碳的浓度，注意改良土壤，排水防涝及加强中耕松土等，都有利于西瓜对二氧化碳的吸收利用。在塑料大棚及温室中栽培时，应特别注意二氧化碳气体的浓度问题，以确保丰产优质。
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