Padi (Oryza sativa L.) merupakan salah satu tanaman pangan utama dunia, terutama di kawasan Asia. Budidaya padi umumnya dilakukan di lahan sawah yang tergenang, namun menghadapi berbagai kendala seperti kekeringan, serangan hama, dan perubahan iklim. Akibatnya, penggunaan pupuk dan pestisida kimia sering kali berlebihan sehingga dapat merusak kualitas tanah dan lingkungan. Untuk itu, pendekatan pertanian berkelanjutan, seperti penggunaan pupuk hayati dan bahan organik, menjadi solusi alternatif. Penelitian ini menggunakan rancangan acak kelompok lengkap (RAKL) faktorial dengan tiga faktor perlakuan yaitu penggunaan BiO2 (tanpa dan BiO2 konsentrasi 100%) sebagai faktor pertama, dosis biochar (0, 15 dan 30 ton ha⁻¹) sebagai faktor kedua dan cara pemberian biochar (disebar di permukaan tanah dan dicampur merata tanah) sebagai faktor perlakuan ketiga. Setiap kombinasi perlakuan diulang tiga kali. Penelitian ini menunjukkan bahwa kombinasi biofilm biofertilizer (BiO₂) dan biochar secara nyata memperbaiki sifat kimia dan biologi tanah, meningkatkan aktivitas mikroba, serta menunjang pertumbuhan dan hasil padi. Pemberian BiO₂ meningkatkan populasi bakteri pelarut fosfat (BPF), yang berperan dalam meningkatkan ketersediaan fosfor dalam tanah. Sementara itu, biochar berfungsi sebagai amelioran tanah yang memperbaiki struktur tanah, menjaga kelembaban, dan meningkatkan efisiensi hara. Perlakuan terbaik diperoleh pada kombinasi BiO₂ 100% dengan biochar 30 ton/ha secara dicampur merata, yang menghasilkan populasi BPF dan kandungan fosfor tersedia tertinggi. Parameter pertumbuhan seperti tinggi tanaman, berat biomassa, dan jumlah anakan produktif juga meningkat signifikan. Hasil panen padi tertinggi diperoleh dari kombinasi perlakuan ini, menunjukkan efektivitasnya dibanding kontrol. Temuan ini menunjukkan bahwa integrasi BiO₂dan biochar merupakan strategi berkelanjutan untuk meningkatkan kesuburan tanah dan produktivitas padi pada tanah Alfisol, sekaligus mengurangi ketergantungan terhadap pupuk kimia.