Pemupukan awal dilakukan sebelum bibit semangka ditanam di bedengan. Hal ini dilakukan karena pada awal pertumbuhannya, tanaman semangka membutuhkan unsur hara lengkap. Pupuk awal yang diberikan berupa pupuk kandang dari kotoran ternak dan pupuk buatan atau pupuk kimia berupa NPK, atau campuran antara Urea, ZA, SP36, dan KCl.
Pemupukan menggunakan pupuk kandang sebaiknya dilakukan dua minggu sebelum penanaman.
Pupuk yang digunakan bisa berupa kotoran sapi, kerbau, kambing, ataupun kotoran ayam. Perlu diperhatikan bahwa kotoran ternak yang digunakan adalah yang sudah matang atau sudah jadi pupuk.
Pupuk kandang yang sudah jadi tidak berbau dan suhunya sekitar 30oC. Sebaliknya, pupuk kandang yang belum jadi masih memiliki bau yang menyengat dan bersuhu tinggi.
Pemakaian pupuk kandang mentah dapat merusak akar tanaman, bahkan dapat membuat bibit tanaman mati.
Budidaya semangka intensif menggunakan ajir memerlukan pupuk kandang sebanyak 1,5 kg per tanaman. Teknik pemberian pupuk yang ideal untuk penanaman dengan sistem mulsa adalah dengan menebarkan pupuk di lahan bedengan secara merata, kemudian tanah bedengan diaduk menggunakan cangkul sampai pupuk tercampur merata.
Takaran pupuk mengikuti pola dan jarak tanam yang digunakan. Bila pola penanaman berjajar dua baris dalam satu bedeng dengan jarak dalam baris 90 cm, tiap jarak 90 cm ditebarkan 3 kg pupuk kandang. Pupuk kimia yang digunakan untuk pemupukan awal tanaman semangka adalah Urea, ZA, SP36, KCl, dan Borat. Selain itu, bisa juga ditambahkan pestisida seperti Furadan atau Indofuran.
Budidaya semangka secara intensif membutuhkan pupuk Urea 14 gram, ZA 36 gram, SP36 26 gram, KCl 22 gram, Borat 1 gram, dan Furadan atau Indofuran sebanyak 5 gram per tanaman.
Pemberian pupuk kimia pada budidaya tanaman semangka dengan menggunakan mulsa dilakukan tepat sebelum pemasangan mulsa.
Waktunya satu minggu setelah pemberian pupuk kandang atau satu minggu sebelum penanaman.
Pemberian pupuk kimia dilakukan dengan cara ditaburkan di atas permukaan bedengan dengan dosis 200 gram campuran pupuk per 90 cm panjang bedengan. Setelah pupuk ditaburkan, bedengan dicangkul hingga pupuk tercampur rata dengan tanah. Kemudian bedengan disiram dan dipasangi mulsa plastik.
