正确的答案（使用Python 2.7及更高版本，因为check_output()是在那时引入的）是：

py2output = subprocess.check_output(['python','py2.py','-i', 'test.txt'])

为了演示，这里是我的两个程序：
py2.py:

import sys
print sys.argv

py3.py:

import subprocess
py2output = subprocess.check_output(['python', 'py2.py', '-i', 'test.txt'])
print('py2 said:', py2output)

运行它：

$ python3 py3.py
py2 said: b"['py2.py', '-i', 'test.txt']\n"

以下是您的每个版本的错误：

py2output = subprocess.check_output([str('python py2.py '),'-i', 'test.txt'])

首先，str('python py2.py')与'python py2.py'完全相同-您将获取str，并调用str将其转换为str。这使得代码更难阅读，更长，甚至更慢，没有任何好处。
更严重的是，python py2.py不能是单个参数，除非你实际上试图运行一个名为/usr/bin/python\ py2.py的程序。比如说，你想运行第一个参数为py2.py的/usr/bin/python，所以，你需要把它们作为列表中的独立元素。
您的第二个版本修复了这个问题，但是在test.txt'之前缺少了'。这应该会给予您一个SyntaxError，可能是EOL while scanning string literal。
同时，我不知道你是怎么找到文档的，但是找不到任何带参数的例子。第一个例子是：

>>> subprocess.check_output(["echo", "Hello World!"])
b'Hello World!\n'

它调用"echo"命令，并带有一个附加参数"Hello World!"。
还有：
-i是argparse的位置参数，test.txt就是-i
我很确定-i * 不是 * 一个位置参数，而是一个可选参数。否则，句子的后半部分没有意义。

**从Python 3.5开始，**建议使用subprocess.run，而不是subprocess.check_output：

>>> subprocess.run(['cat','/tmp/text.txt'], check=True, stdout=subprocess.PIPE).stdout
b'First line\nSecond line\n'

**从Python 3.7开始，**可以使用capture_output=true参数来捕获stdout和stderr：

>>> subprocess.run(['cat','/tmp/text.txt'], check=True, capture_output=True).stdout
b'First line\nSecond line\n'

此外，你可能想使用universal_newlines=True或Python 3.7 text=True之后的等价物来处理文本而不是二进制：

>>> stdout = subprocess.run(['cat', '/tmp/text.txt'], check=True, capture_output=True, text=True).stdout
>>> print(stdout)
First line
Second line

添加到@abarnert提到的一个
更好的方法是捕获异常

import subprocess
try:
    py2output = subprocess.check_output(['python', 'py2.py', '-i', 'test.txt'],stderr= subprocess.STDOUT)  
    #print('py2 said:', py2output)
    print "here"
except subprocess.CalledProcessError as e:
    print "Calledprocerr"

这个stderr= subprocess.STDOUT是为了确保你不会在stderr中得到filenotfounderror-filenotfoundException中通常不能捕捉到这个错误，否则你最终会得到

python: can't open file 'py2.py': [Errno 2] No such file or directory

事实上，更好的解决方案可能是检查文件/脚本是否存在，然后运行文件/脚本

@ravi.zombie的答案适用于python 3，即使存在非零退出代码错误也会产生输出：

try:
    out = subprocess.check_output(['git','commit','-m', commit_message], stderr= subprocess.STDOUT ).decode()
except subprocess.CalledProcessError as e:
    print ('[ERROR]: Exit code != 0')
    out = e.output.decode()
print(out)