La humedad del suelo es el factor clave que controla el crecimiento de las plantas en pastizales semiaridos. Aquí, buscamos evaluar los efectos de la disminución de la humedad del suelo en diferentes etapas de crecimiento en la acumulación de biomasa, la eficiencia en el uso del agua y la interacción planta-planta de un arbusto subleguminoso C (L) y una hierba perenne C (B) cuando se siembran individualmente y en mezcla en cinco proporciones diferentes en un experimento en macetas. Los resultados mostraron que la disminución del agua en el suelo redujo significativamente la producción total de biomasa de las mezclas en un 3.7-53.8% en comparación con condiciones bien regadas, y las plantas en los periodos de encañado y floración fueron más vulnerables a la disminución del agua en el suelo que aquellas en la etapa tardía. El rendimiento total relativo (RYT) de las mezclas fue en su mayoría mayor que aquellas sembradas individualmente. La disminución del agua en el suelo aumentó la relación raíz/tallo y la eficiencia en el uso del agua (WUE) de las mezclas, y tales efectos fueron mediados por la proporción de la mezcla y/o la etapa de crecimiento. En las mezclas, se observó una fuerte competencia intraespecífica en , mientras que la competencia interespecífica en . La mayor biomasa total (86.47 g por maceta) y WUE (6.33 g por kg) se observaron cuando la proporción de la mezcla era B:L = 10:2 independientemente de la humedad del suelo, y por lo tanto podría considerarse una proporción óptima de mezcla para establecer pastizales restaurados utilizando las dos especies. Nuestros resultados sugieren que las mezclas de semillas sembradas de las dos especies con una proporción adecuada podrían mantener una producción total de biomasa relativamente alta y mejorar la WUE bajo condiciones de disminución del agua en el suelo en la meseta de Loess semiarida.