Ampas tebu sebagai salah satu limbah pertanian terbesar dengan pemanfaatan yang kurang optimal memiliki potensi untuk digunakan untuk memperbaiki Entisols di daerah tropis dengan meningkatkan kesuburan tanah dan produktivitas tanaman.Tujuan penelitian ini adalah mengeksplorasi pengaruh limbah ampas tebu dalam meningkatkan retensi air, mensuplai hara N,P,K, dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan hasil bawang merah sekaligus menjadi upaya dalam meningkatkan produktivitas bawang merah di tanah Entisol. Penelitian dilaksanakan dalam dua periode tanam yang dirancang menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri dari 4 perlakuan kombinasi bahan organik dengan pupuk NPK dan 4 bahan organik tunggal, yaitu pupuk kandang (C), Pupuk Kandang + NPK (D), Biocar Ampas Tebu (E), Biocar Ampas Tebu + NPK (F), Kompos Ampas Tebu (G), Kompos Ampas Tebu + NPK (H), Biochar + Kompos Ampas Tebu 4) (Bio-Kompos) (I), Kompos Biochar + Ampas Tebu (2:4) (BioKompos) + NPK (J), serta satu perlakuan dosis pupuk NPK standar (B), dan satu lagi sebagai kontrol (A). Media tanah sebanyak 5 kg dimasukkan ke dalam pot percobaan dan diberi input berupa bahan organik (kompos, biochar, Bio-Kompos) satu minggu sebelum masa tanam. Media tanam yang telah disiapkan digunakan untuk dua kali masa tanam.  Dosis limbah ampas tebu dan pupuk kandang yang ditambahkan selama masa inkubasi adalah 10 t/ha dan hanya diberikan pada masa tanam pertama. Dosis pupuk NPK adalah 525 kg/ha yang diberikan sebanyak tiga kali, yaitu pada 0 HST, 14 HST, dan 28 HST. Sampel tanah dari setiap perlakuan dianalisis untuk mengukur berbagai parameter, seperti C organik (Walkey and Black), asam humat dan asam fulvat diekstraksi dengan menggunakan larutan NaOH dan natrium pirofosfat, N-Total tanah (metode kjehdahl), P-Tersedia Tanah (Metode Olsen), Kation Basa (Ekstrak NH4OAc 1M, pH 7.0). Analisis data menggunakan uji Anova taraf kepercayaan 95% dilanjutkan uji Duncan’s Multiple Range Test (DMRT), Korelasi Pearson, dan Stepwise. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bentuk dan komposisi ampas tebu mempengaruhi retensi air, ketersediaan dan serapan hara, serta pertumbuhan dan hasil bawang merah. Aplikasi kompos ampas tebu berpengaruhh signifikan terhadap ketersediaan dan serapan hara serta dapat meningkatkan pertumbuhan dan hasil bawang merah sedangkan aplikasi Bio-kompos + NPK (J) mampu meningkatkan retensi air tertinggi hingga  2.37 dan 1.96 kali lipat lebih tinggi dibanding perlakuan kontrol di kedua waktu tanam.