Para cada região, a época de plantio ocorre em distintos períodos do ano, uma vez que a época mais adequada é aquela em que durante todo o ciclo da cultura ocorrem as condições climáticas favoráveis, dependendo da localização e altitude.

A época de plantio mais favorável para a cultura da melancia é que apresenta temperaturas variando de 18 °C a 25 °C. Nesse contexto, nas regiões de clima frio, o plantio da melancia é feito de outubro a fevereiro; nas de clima ameno, de agosto a março, e nas regiões de clima quente, o ano todo, com uso da irrigação. Deve-se evitar, porém, as épocas de chuvas intensas.

As maiores regiões produtoras da cultura encontram-se em condições de baixa altitude, em razão do clima propício, seco e quente, inclusive durante a estação de inverno. Tais regiões possibilitam o plantio de março a julho, época de melhor cotação de preços em função de menor oferta do produto.

No Centro-Sul, o plantio durante a primavera-verão, com temperaturas adequadas, porém com pluviosidade excessiva, não produz frutos de boa qualidade. Já a semeadura durante o outono, desde que a temperatura não se torne fator limitante, oferece condições para se obter alta produtividade e boa qualidade de frutos.

Em locais altos — acima de 800 m de altitude —, a época de plantio vai de agosto a março. Nos demais meses, as baixas temperaturas são fatores limitantes ao cultivo. Todavia, em locais baixos — abaixo de 400 m —, com invernos suaves, pode-se semear durante todo o ano.

No Nordeste do Brasil o cultivo da melancia ocorre sob condições de sequeiro — período chuvoso — e sob irrigação. O primeiro, é um cultivo tradicional onde a melancia é plantada em consórcio com outras culturas alimentares ou de forma isolada, no período de dezembro a março. Nesta forma de cultivo, os agricultores utilizam sementes retiradas de suas próprias lavouras e tal hábito permitiu a criação da diversidade genética para a cultura da melancia no Nordeste brasileiro.

O cultivo em áreas irrigadas no Vale do São Francisco pode ocorrer durante todo o ano, sendo o período de agosto a outubro, o de maior concentração de plantio que também corresponde à época de menor preço no mercado. No período de novembro a março, há uma menor área plantada, por causa dos riscos de perdas na colheita com as chuvas. No entanto, este é o período onde, geralmente, a melancia é comercializada a preços mais elevados.

Sistema de Plantio

Utiliza-se geralmente o plantio em semeadura direta, gastando-se, em média, 0,8 kg a 1 kg de sementes por hectare, semeando-se de 2 cm a 3 cm de profundidade e colocando-se de três a quatro sementes/cova

— para as cultivares de frutos compridos e cilíndricos, 10 a 15 sementes/grama, e para as cultivares de frutos globulares, 20 a 24 sementes/grama.

Em pequenas áreas, pode ser usada a adubação de plantio em sistema de covas, com as dimensões de 30 x 30 x 30 cm — comprimento x largura x profundidade —; no caso de grandes áreas, a adubação é feita nos sulcos de plantio.

 
Para acelerar e uniformizar a germinação pode-se fazer a imersão —embebição — prévia das sementes em água a 30 oC, por 4 horas. No entanto, este procedimento não deve ser realizado com as cultivares triploides, que apresentam baixo vigor das plântulas.

Poucos estudos associam tal fato ao fraco desenvolvimento do embrião e à espessura do tegumento da semente como sendo os principais fatores que causam os baixos níveis de germinação. O semeio deve ser feito em solo úmido, para evitar a desidratação das sementes.

Outra forma de cultivo da melancia, principalmente no caso de sementes de maior valor, é o transplantio de mudas produzidas em recipientes próprios, tais como: bandejas de isopor, sacos plásticos ou copinhos de jornal. As cucurbitáceas, em geral, não toleram a formação de mudas de “raízes nuas”.

É necessário ter cuidado para não passar do momento exato do transplantio, que não deve exceder o período da emissão da primeira folha definitiva ao início da segunda.
Como vantagens do sistema de produção de mudas, destacam-se a diminuição do gasto com sementes; maior facilidade e economia nas irrigações, bem como no controle de pragas e doenças durante a fase inicial da cultura; e maior garantia na obtenção do número ideal de plantas por hectare. Além disso, as mudas feitas em recipientes podem ser utilizadas em replantios, quando se realiza a semeadura direta.

Espaçamento

A planta de melancia possui considerável grau de capacidade de competição e, na medida em que se aumenta o espaço disponível, aumentam o desenvolvimento e a produção de cada planta, individualmente.

No Brasil, os espaçamentos mais utilizados nos plantios de melancia irrigados por aspersão são de 2 m x 2 m para as cultivares de frutos cilíndricos e de 2 m x 1,5 m para as cultivares com frutos globulares e utilizando-se duas plantas/cova.

Nos plantios irrigados por sulco ou por gotejamento, recomenda-se um espaçamento que pode variar de 2,5 m a 3 m x 0,5 m a 1 m, deixando-se apenas uma planta por cova. Plantios durante a estação chuvosa (verão) requerem espaçamentos maiores, considerando-se que as plantas apresentam maior desenvolvimento vegetativo e encurtamento do ciclo.

Durante a estação seca, à medida que a temperatura torna-se mais amena, os espaçamentos podem ser mais próximos, considerando-se que o ciclo da cultura aumenta de 15 a 30 dias nessa época.

Podem ser usados os espaçamentos 2,5 x 0,7 m; 2,5 x 1 m e 3 x 1 m em épocas mais frias, dependendo da cultivar. Salienta-se que as cultivares de origem americana requerem maior espaçamento que as de origem japonesa. 
Para as condições do Vale do São Francisco, recomenda-se o espaçamento de 3 m x 0,6 m a 0,8 m deixando-se uma planta por cova — 4.166 plantas/hectare a 5.555 plantas/hectare — sob condições de irrigação.

No entanto, levando-se em consideração que os mercados interno e externo tendem a optar por frutos de menor peso, o espaçamento de 2,5 m x 0,4 m poderá ser indicado em função da maior produção de frutos pequenos, abaixo de 4 kg/fruto.