Proyeksi penduduk yang meningkat lebih dari 290 juta jiwa pada tahun 2045 (United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division 2019) menyebabkan meningkatnya kebutuhan pangan termasuk beras. Salah satu permasalahan pada pengembangan budidaya padi guna meningkatkan produksi beras adalah ketersediaan hara NPK pada lahan yang rendah dan penggunaan pupuk kimia secara intensif dapat merusak lingkungan sehingga diperlukan adanya sumber hara yang lebih ramah lingkungan. Ketersdediaan hara khusunya P sebagai salah satu unsur hara makro yang dibutuhkan tanaman, dapat ditingkatkan dengan pengaplikasian Azolla pinnata dan biochar yang berperan sebagai sumber hara organik dan ramah lingkungan serta penggunaan varietas unggul. Penelitian ini dilaksanakan di Desa Ngadiluwih, Matesih, Karanganyar pada bulai Agustus -Desember 2017. Rancangan yang digunakan adalah rancangan faktorial metode Split Plot dengan faktor I yaitu V1=Memberamo, V2=Cisadane, V3=Ciherang sebagai mainplot ,faktor II yaitu B0=tanpa Biochar, B1=Biochar 10 ton/ha dan factor III yaitu A0=tanpa Azolla, A1=Azolla 2,5 ton/ha sebagai subplot. Analisis data menggunakan software SPSS vs. 16. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan pengaplikasian Azolla 2,5 ton/ha meningkatkan rata-rata P tersedia tertinggi sebesar 12,90 ppm dan interaksi Azolla dengan varietas Memberamo menghasilkan rata-rata serapan P tertinggi 25,18 ppm. Biochar 10 ton/ha meningkatkan rata-rata P jaringan tertinggi 0,42 ppm dan rata-rata varietas dengan P jaringan tertinggi adalah Ciherang yakni 0,42 ppm. Hasil produksi Gabah Kering Panen (GKP) tertinggi yakni 6,56 ton/ha oleh varietas Cisadane tanpa perlakuan. Pengaplikasian Biochar, Azolla, maupun varietas berpegaruh nyata terhadap dinamika hara namun perlu studi lebih lanjut agar perlakuan memberikan hasil produksi yang optimal.