针对西北干旱草原区天然草地退化、水土流失严重以及人工草地生产力低下等问题，研究种植模式和水氮调控对牧草产量、品质和水氮利用效率的影响，以期获得高产高效的草地管理模式。以3年生紫花苜蓿和无芒雀麦（2018年播种）为试验材料，分析种植模式（无芒雀麦与苜蓿混播D1,无芒雀麦单播D2）、施氮（纯氮）量（N1:60 kg/hm2;N2:120 kg/hm2）和灌水量（以灌水下限占田间持水量θf的百分比计，轻度亏水65%θf、中度亏水55%θf、重度亏水45%θf分别记为W1、W2、W3,灌水上限均为85%θf）3个因素对牧草产量、品质和水氮利用效率的影响。结果表明：（1）增加灌水量和施氮量有利于牧草株高和茎粗的生长，与W3N1处理相比，W1N2处理混播苜蓿、混播无芒雀麦和单播无芒雀麦三茬平均株高分别增加27.41%,20.26%和26.55%,茎粗分别增加11.32%,4.11%和20.98%;混播对无芒雀麦株高有促进作用，对茎粗有抑制作用。（2）灌水量和施氮量的增加有利于提高牧草产量和品质，W1N2处理牧草年产量和粗蛋白（CP）含量最高，与W3N1处理相比，W1N2处理下混播牧草年产量、CP含量分别增加42.16%,27.00%,单播牧草年产量、CP含量分别增加38.59%,37.26%,混播牧草ADF和NDF分别降低19.56%和33.86%,单播牧草ADF和NDF分别降低21.29%和25.53%。（3）随着灌水量的增加，IWUE和WUE减小，PFPN增大；增加施氮量，混播模式IWUE、WUE和PFPN均减小，单播模式IWUE和PFPN减少，WUE增大。（4）基于主成分分析得出，混播模式轻度亏水（灌水下限65%θf）高氮量（120 kg/hm2）处理综合得分最高，为适宜的水氮管理模式。研究结果可为西北干旱半干旱草原区牧草的种植管理提供理论依据。