Ultisol tergolong tanah kering masam yang paling luas di Indonesia tetapi minim dimanfaatkan untuk bidang pertanian. Hal ini karena kandungan Al yang tinggi, kurangnya unsur hara, dan rendahnya nilai pH, sehingga perlu dilakukan perbaikan kondisi tanah. Fly ash dan pupuk kotoran sapi merupakan bahan yang dapat digunakan sebagai pembenah tanah ultisol. Fly ash merupakan limbah pembakaran batu bara dengan kandungan unsur hara dan dapat menaikkan pH tanah. Pupuk kotoran sapi mengandung unsur hara yang berperan dalam memperbaiki sifat biologi, kimia, dan fisika tanah. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan populasi mikroorganisme tanah dengan penggunaan fly ash dan pupuk kotoran sapi sebagai pembenah tanah ultisol. Penelitian menggunakan Rancangan Acak Kelompok Lengkap yang disusun secara Faktorial dengan 3 ulangan sehingga terdapat 36 satuan percobaan. Faktor pertama adalah dosis fly ash dan faktor kedua adalah dosis pupuk kotoran sapi. Variabel pengamatan berupa (total fungi, total bakteri, dan unsur kimia tanah). Hasil penelitian menunjukan bahwa penggunaan bahan pembenah tanah berupa fly ash dan pupuk kotoran sapi dapat mempengaruhi populasi mikroorganisme tanah dan sifat kimia pada tanah utisol. Populasi mikroorganisme tertinggi didapatkan pada dosis fly ash 100 t/ha dengan total populasi bakteri 7,6x105±1,78 Log CFU /g dan populasi fungi 17,8x107±1,29 Log CFU /g. Sedangkan dosis pupuk kandang sapi 10, 20, 30 t/ha tidak berbeda nyata pada variabel yang diamati. Penggunaan dosis fly ash 150 t/ha meningkatkan pH tanah mencapai 7,29, kandungan N 0,08%, P 52,36 mg/kg, K 26,48 mg/kg, dan C-Organik sebesar 1,12 %.