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冬瓜根系强大，侧根发达，主根深1米以上，吸收能力甚强。氮（N）、磷（P）、钾（K）的吸收量随生育过程而增加，发芽期、幼苗期最少，仅占总吸收量的2%左右，抽蔓期开始增加，开花以后吸收量明显加大，在果实生长期吸收量达到最高峰，从开花结果到收获期的吸收量占总吸收量的90%，其中果实发育期占80%。冬瓜吸收钾最多，其次是氮，磷最少。一般平均单株吸收N19.76克，P2O59.39克，K2O22.38克。由于冬瓜品种间特性差异很大，所需氮、磷、钾量亦各不相同，生产1000千克冬瓜，约需N1.3～2.8千克，P2O50.6～1.2千克，K2O1.5～3.0千克，其吸收比例约为1∶0.4∶1.1。冬瓜植株的不同部位中，氮、磷、钾的含量不同，早熟冬瓜的叶柄中含氮量低于含钾量，二者相差2～3倍；叶片中的含氮量高于钾，二者相差1倍左右；冬瓜果实中，钾的含量高于氮约30%左右。磷的含量不论在叶片、叶柄，还是在果实中均为最低。早熟冬瓜品种对氮肥的反应敏感，在一定范围内植株体内含氮量随施氮量的增加而增加。缺氮时叶色黄绿，长势弱；氮肥过量会缩短主茎长度，导致减产。中、晚熟冬瓜品种对氮要求较高，在一定条件下，增施氮肥与主蔓伸长呈正相关。适当地增施氮肥，对现蕾率及平均单瓜重都有明显效果，但过量施氮肥会增加烂瓜数。在冬瓜生长的中期可明显地看出磷、钾的影响，增施钾肥可延缓早熟品种的衰老期，延长上市时间。增施磷、钾肥还有利于降低雌雄花的节位，提高单瓜重量，促进早熟丰产。但过多地施用磷、钾肥会降低现蕾率及提高雌雄花的始节位。
冬瓜喜肥沃和土层深厚的土壤，需肥量大而耐肥性强，应施足基肥，特别是在冬瓜生长盛期雨水多而不便追肥的地区，施足基肥更为重要。一般每公顷施腐熟有机肥45～60吨，或腐熟禽、畜、人粪尿15～18吨，土杂肥75吨，P2O5110～125千克。有的地区注重分层施用基肥，整地时在畦中开沟，每公顷施入厩肥15～25吨，骨粉或饼肥750千克。在播种前再按株距开穴施猪粪干7.5～15千克，并与干塘泥30～40千克混合，盖土后播种。
冬瓜追肥的原则是在苗期采用小水淡肥以保全苗，当植株由营养生长转向生殖生长时，要适当控制营养生长以利坐果，当果实坐住后要大量供应养分。追肥的数量在抽蔓期以前约占追肥全量的30%～40%，开花结瓜期占60%～70%，开花结果期的肥料应在结瓜前期和中期施完。小果型冬瓜的果实增大速度是在开花以后20天内最迅速，所以开花授粉后，果柄弯曲下垂后果实迅速膨大时，要及时地追肥灌水，一般到果实收获前追施3～4次，追肥的种类主要是人粪尿或各种氮肥。这一时期追肥即要满足果实生长的需要，又要保持茎叶的寿命。在冬瓜采收前7～10天，应停止追肥，有利于提高果实的耐藏性和运输性。追施氮肥时不可过多和偏晚，以免引起烂瓜或瓜肉质地疏松。