本发明公开了一种能够氧化Mn²⁺的复合菌系及其在水体或固体基质中的应用，该复合菌系能够将水体或固体基质中的Mn²⁺氧化生成不溶于水的锰氧化物。该Mn²⁺氧化复合菌系包括两个分属于不同属的菌株，分别为Arthrobacter sp.QXT-31和Sphingopyxis sp.QXT-31B，其保藏号分别为CGMCC No.6631和CGMCC No.6947。将本发明的Arthrobacter sp.QXT-31和Sphingopyxis sp.QXT-31B用于自然水体中Mn²⁺的氧化，其操作温度(10-30℃)在常温范围，其操作pH值(6.5-8.5)在中性范围，具有很高的Mn²⁺氧化效率。