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The objective of this study was to evaluate the effect of irrigation frequencies and substrate volumes on fruit mass, fruit quality and water use efficiency of cantaloupe melon in protected environment. The study was conducted at the Federal University of Rondonópolis, MT, Brazil, from February to August 2021, in randomized block design in a 3 × 4 factorial scheme with four replicates. The substrate volumes used in plastic pots were 5, 10 and 15 dm3 and the irrigation frequencies were once a day, twice a day, three times a day and once every other day. The characteristics evaluated were fruit mass, pulp thickness, water use efficiency, soluble solids content, and titratable acidity. The irrigation frequencies of once and three times a day showed the best performance for fruit mass and pulp thickness. The water use efficiency was higher for the frequency of three times a day. With the exception of titratable acidity, the substrate volumes of 10 and 15 dm3 showed the highest performances for all the variables evaluated. As for the soluble solids content, all fruits showed levels that classified them as extra fruits, of high quality and indicated for exportation. RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de frequências de irrigação e volumes de substratos sobre a massa de frutos, qualidade de frutos e eficiência do uso da água de melão cantaloupe em ambiente protegido. O estudo foi conduzido na Universidade Federal de Rondonópolis, MT, de fevereiro a agosto de 2021, em delineamento de blocos ao acaso em esquema fatorial 3 × 4 com quatro repetições. Os volumes de substrato utilizados nos vasos plásticos foram de 5, 10 e 15 dm3 e as frequências de irrigação foram uma vez ao dia, duas vezes ao dia, três vezes ao dia e uma vez a cada dois dias. As características avaliadas foram massa de fruto, espessura da polpa, eficiência de uso da água, teor de sólidos solúveis e acidez titulável. As frequências de irrigação de uma e três vezes ao dia apresentaram melhor desempenho para massa de fruto e espessura da polpa. A eficiência do uso da água foi maior para a frequência de três vezes ao dia. Com exceção da acidez titulável, os volumes de substrato de 10 e 15 dm3 apresentaram os maiores desempenhos para todas as variáveis avaliadas. Quanto ao teor de sólidos solúveis os frutos apresentaram níveis que os classificaram como frutos extra, de alta qualidade e indicados para exportação.