Esta Cattleya perteneciente al grupo de las bifoliadas tiene presencia solamente en Brasil, donde se encuentra citada para los estados de Espírito Santo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, São Paulo y el Distrito Federal.
Su habitat original estaba, en la región costera (Espíritu Santo hasta São Paulo) y para el interior generalmente se la encontraba en bosques de galería cercanos a los ríos, donde crecían sobre los troncos o ramas casi verticales de los árboles a mediana o gran altura. Crecía especialmente en el Cerrado, Caatinga y también en la Mata Atlántica, prefiriendo ambientes donde la vegetación se mezcla con las formaciones rocosas.
Es una planta con un tamaño variable, que puede tener entre 30 y 80 cm de altura. Sus pseudobulbos son cilíndricos semejantes a cañas, similares a los que poseen las especies como C. amethystoglossa, C. guttata e C. tigrina. Posee dos hojas, en ocasiones tres, alargadas y semi-rígidas.
La floración se produce en verano, a través de una vara floral apical que puede llegar a cargar hasta 10 flores, aunque lo habitual es entre 2 y 5. El tamaño de la flor es de 7-10cm. Su color varía del marrón cobrizo al verde, inclusive puede tener máculas en sus pétalos y sépalos, mientras que el labelo es de color púrpura en ocasiones marginado de blanco.
La flor de Cattleya bicolor es perfumada y de larga duración. Se diferencia de las otras Cattleyas bifoliadas en que su labelo no tiene lóbulos laterales, dejando así su columna totalmente expuesta.
Existen tres sub-especies de esta orquídeas. La C. bicolor ssp bicolor encontrada en los estados de São Paulo y Rio de Janeiro. La sub-especie minasgeraisensis, como su nombre lo indica hallada en el estado de Minas Gerais, la cual cuenta con dos variedades, canastrensis y crassifolia. La última de las sub-especies es la C. bicolor ssp brasiliensis, que se encuentra en la parte central de Brasil (Distrito Federal, Goias y Minas Gerais).
Su cultivo es aconsejable realizarlo en troncos o canastas, ya que es una planta que no le gusta tener sus raíces encharcadas. Son medios de cultivo que exigirán más riegos para mantener la humedad, pero con menos riesgos de pudrición de raíces. En el caso que se utilice macetas plásticas o de barro, se deberá utilizar un sustrato de granulometría mediana a grande, asegurándole un buen drenaje para evitar el exceso de humedad en sus raíces y los riegos deberán ser más controlados.
Debe estar colocada en un lugar con bastante luz indirecta y una humedad ambiente de entre el 60 (invierno) y 80 por ciento (verano). Las temperaturas medias son en verano de 28ºC-18ºC y en invierno de 22ºC-10ºC.
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