Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh land application Palm Oil Mill Effluent (POME) terhadap ketersediaan unsur hara tanah Ultisol serta efektivitasnya dalam meningkatkan hasil tandan buah segar (TBS) kelapa sawit. Penelitian dilaksanakan di PT Bio Inti Agrindo, Distrik Ulilin, Kabupaten Merauke, Provinsi Papua Selatan, pada bulan Oktober 2025 sampai Januari 2026 dengan menggunakan metode komparatif antara blok yang menerima aplikasi POME dan blok kontrol tanpa aplikasi POME. Analisis sifat kimia tanah dilakukan secara deskriptif komparatif menggunakan sampel komposit pada kedalaman 0–20 cm dan 20–40 cm, dengan parameter yang diamati meliputi pH tanah, C-organik, bahan organik, N-total, P-tersedia, K-dd, kapasitas tukar kation (KTK), dan kejenuhan basa. Data produksi TBS periode 2023–2025 dianalisis menggunakan uji Paired Sample t-test pada taraf nyata 5%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aplikasi POME cenderung meningkatkan beberapa sifat kimia tanah, terutama kandungan C-organik dan N-total, namun belum mampu meningkatkan seluruh parameter kesuburan tanah, khususnya P-tersedia dan K-dd yang masih tergolong rendah. Rata-rata produksi TBS pada blok POME sebesar 2,25 ton/ha/bulan, sedangkan pada blok kontrol sebesar 2,27 ton/ha/bulan. Hasil uji Paired Sample t-test menunjukkan nilai signifikansi sebesar 0,954 (P > 0,05), yang mengindikasikan bahwa tidak terdapat perbedaan yang nyata antara produksi TBS pada blok POME dan blok kontrol. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa penerapan land application POME pada lahan Ultisol berpotensi memperbaiki beberapa sifat kimia tanah, terutama kandungan bahan organik dan nitrogen total, namun belum memberikan pengaruh yang signifikan terhadap peningkatan produksi tandan buah segar kelapa sawit pada periode penelitian.