1.1.1Hình thái

Dây leo thân thảo, sống lâu năm, rụng lá. Thân khí sinh tròn nhẵn, có nhiều gai ở gốc, dài 10m. Thân rễ dạng củ nên thường được gọi là “củ nâu” (1hay nhiều củ), hình cầu, hình quả lê hoặc đa dạng, đường kính khoảng 10cm, không phân nhánh; vỏ ngoài sần sùi, ruột màu nâu đỏ, có nhựa. Lá đơn, mọc so le ở phía gốc, mọc đối hay gần đối ở phía ngọn; phiến lá hình trứng hoặc bầu dục, dài 20cm, rộng 16cm, nhẵn bóng; gốc tròn, đầu thuôn nhọn, gân gốc 5, hình cung rất rõ.
Hoa đơn tính, khác gốc; cụm hoa đực không có lá bắc, dài 6-8cm, gồm nhiều bông, trục cụm hoa nhẵn bóng, có cạnh gồm 15-25 bông; bao hoa có lá đài rộng, cánh hoa ngắn và hẹp; nhị 6; hoa cái xếp thành bông cong.
Quả nang có cuống thẳng, mang cánh lớn; hạt cũng có cánh, màu nâu.

1.1.2Các thông tin khác về thực vật

Trong sản xuất thường chia làm 3 dạng củ nâu với các tên khác nhau tuỳ theo hình dáng, độ lớn của củ và mầu sắc của nhựa. Đó là:

• Củ nâu dọc đỏ: có nhựa màu đỏ nhạt; củ màu xám - vàng nhạt, hình cầu, to bằng đầu người; vỏ không sần sùi
• Củ nâu dọc trai hay củ nâu dọc dưa: có nhựa màu đỏ sẫm; củ hình cầu, màu nâu xám, vỏ bị khía nhiều
• Củ nâu trắng hay củ nâu tẻ: có nhựa màu vàng nhạt hay hơi hơi hồng. Củ hình cầu, vỏ có rãnh, màu nâu - đỏ nhạt

Theo kinh nghiệm dân gian, củ nâu trắng và củ nâu dọc trai dùng để nhuộm là tốt hơn cả. Cần nghiên cứu tính đa dạng sinh học và hoá học của loài cây LSNG truyền thống này.

1.1.3Phân bố

Việt Nam:
Cây phân bố rất rộng, từ Lào Cai, Hà Giang vào đến các tỉnh phía Nam, là một trong những loài phổ biến của chi Củ mài (Dioscorea) Hầu hết các tỉnh miền núi và trung du đều có củ nâu mọc. Đã gặp nhiều ở các tỉnh: Lào Cai, Quảng Ninh, Bắc Kạn, Thái Nguyên, Hà Tây, Thanh Hoá và Nghệ An.
Thế giới:
Củ nâu phân bố ở các nước nhiệt đới châu Á bao gồm Việt Nam, Lào, Cămpuchia, Nam Trung Quốc (Quảng Đông và Quảng Tây) Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Ấn Độ …

1.1.4Đặc điểm sinh học

Củ nâu thường mọc trong các kiểu rừng kín thường xanh, mưa ẩm nhiệt đới, ở độ cao dưới 1.500m; nhưng thường tập trung nhiều ở độ cao 300-700m trên mặt biển. Đây là cây ưa bóng, mọc dưới tán các cây gỗ lớn trong rừng nguyên sinh hoặc mới bị tác động nhẹ; cây ưa ẩm nên thường phân bố ven các bờ suối hoặc nơi có tầng đất sâu dầy và ẩm. Đôi khi cũng gặp trong các khu rừng tre nứa hoặc các khu rừng thứ sinh dưới chân núi đá vôi.
Cây mọc được cả ở rừng núi đá và núi đất, trên sườn, trên dông hoặc chân núi và còn có thể gặp ở các kẽ đá.
Mỗi khóm thường có 1-5 củ, mọc nổi trên mặt đất. Cây ra hoa quả hàng năm, cây cái cho khá nhiều hạt. Cây tái sinh thiên nhiên bằng hạt khá tốt. Tuy nhiên, khả năng tái sinh vô tính cũng cao, chỉ một củ con hoặc một phần nhỏ của củ to tách ra cũng sẽ mọc mầm thành cây mới. Phần đầu củ có khả năng mọc chồi mạnh nhất.
Sự phát triển của củ nâu gắn liền với sự tồn tại các loại rừng nguyên sinh giầu, với độ tàn che lớn và tầng đất dày. Khi nguyên sinh này bị tàn phá thì loài củ nâu cũng mất môi trường sống. Điều đó giải thích tại sao trữ lượng củ nâu trong rừng Việt Nam ngày một cạn kiệt.

1.1.5Kỹ thuật nhân giống, gây trồng

Do trữ lượng nhiều và phân bố rộng, nên củ nâu trước đây loài củ nâu được khai thác chủ yếu là ở ngoài tự nhiên. Việc trồng củ nâu ở nước ta còn lẻ tẻ trong các vườn gia đình và trong các vườn sưu tập cây thuốc.
Giống trồng: Thường đánh các cây con từ rừng, nhưng cũng có thể dùng cả củ con hoặc lấy củ to, cắt thành nhiều mảnh có mắt chồi để làm giống.
Thời vụ trồng tốt nhất là vào mùa xuân, tháng 2,3 khi thời tiết bắt đầu ấm và có mưa phùn, độ ẩm không khí cao. Hố trồng phải đào sâu 30-50cm, rộng 40-60cm; đổ rác, phân xanh hay phân chuồng hoai mục xuống hố rồi đặt củ giống vào; phủ một lớp đất bột dày 7-10cm. Thường hố trồng được bố trí gần một cây gỗ để làm giá thể cho cây leo lên.
Sau khi trồng khoảng 3 năm có thể thu hoạch củ.

1.1.6Khai thác, chế biến và bảo quản

Việc thu hái tiến hành vào mùa khô, đó là thời gian mà chất dịch đỏ trong củ có nhiều tanin nhất. Khi lấy củ phải nhẹ nhàng tránh bị xây xát hoặc dập vỡ. Cũng cần tránh việc để củ bị khô vì nó sẽ làm giảm khả năng nhuộm màu của củ. Với mục đích để nhuộm và lấy tanin, cần gọt vỏ rồi giã nhỏ hoặc mài chất thịt của củ. 1kg bột củ nâu cần pha trong 3 lít nước sạch. Muốn nhuộm vải hay lưới phải nhúng chúng trong dung dịch trên (dung dịch có thể đun nóng hoặc để nguội); vắt kiệt vải hoặc lưới và phơi khô dưới nắng. Công việc này tiếp diễn vài lần cho đến khi vật nhuộm có màu đỏ nâu mong muốn. Chất nhuộm dễ mất màu nên phải bảo quản cẩn thận. Theo kinh nghiệm cổ truyền, thường cho thêm chất phụ gia để làm bền màu như: lá ổi, lá trầu không hoặc bùn ao. Đôi khi trước khi nhuộm bằng củ nâu, người ta nhuộm vải bằng các thuốc nhuộm có nguồn gốc thực vật khác như vỏ cây vẹt mọc ở rừng ngập mặn.
Theo kinh nghiệm nhuộm vải và quần áo bằng củ nâu của đồng bào Tày (thuộc huyện Chi Lăng, tỉnh Lạng Sơn), trước hết củ nâu lấy về được đẽo sạch vỏ bên ngoài bằng dao sắc, rồi băm nhỏ từng củ; cho vào nồi hay chảo gang to, đổ nước ngập trên phần củ nâu đã băm nhỏ khoảng 10cm. Đun sôi độ 1 giờ 30 phút. Nước cô đặc có màu đỏ nâu. Chắt nước sang chậu khác, để nguội rồi cho vải hay sợi vào nhuộm. Dùng tay nhấn, bóp và đảo vải hay sợi nhiều lần cho thấm đều, sau đó vắt và đem phơi nắng. Gặp ngày trời nắng to, có thể nhuộm 2-3 lần trong ngày; khi khô lại mang vào nhuộm tiếp. Nhuộm trong khoảng 1 tuần, vải sẽ có màu đỏ nâu, sáng là được. Càng nhuộm nhiều lần, vải càng dày thêm và bền màu. Sau khi phơi vải khô, ở lần nhuộm cuối cùng, cần giặt qua một lần nước lã cho sạch là dùng được.
Củ nâu chứa 6,5-14% tanin; màu nhuộm được tách từ dịch màu đỏ của củ; nó hòa tan nhiều trong nước nóng, ít hòa tan trong nước lạnh và hầu như không hòa tan trong cồn. Tanin trong củ nâu là tanin (+) catechin và tanin(-) epicatechin, nhưng tỷ lệ (-) epicatechin thường cao hơn; ngoài ra còn có các chất màu dimeric, trimeric và tetrameric procyanidin. Ở nước ta hiện nay đã chiết xuất được dịch nhớt ra từ củ (chiếm khoảng 4% trọng lượng củ). Trong dịch nhớt chứa khoảng 35% chất nhuộm và tanin, có thể hòa tan trong nước nóng.

1.1.7Công dụng

Từ rất lâu đời củ nâu đã được dùng để nhuộm màu đỏ nâu cho vải và quần áo. Nó còn được dùng để nhuộm lưới đánh cá, làm tăng độ bền của lưới hoặc để thuộc da.
Gần đây do nguồn tanin nhập vào nhiều, nên củ nâu ít được dùng phổ biến như hồi đầu thế kỷ XIX. Hiện nay chỉ ở những bản miền núi xa xôi, đồng bào các dân tộc còn ưa dùng củ nâu để nhuộm quần áo hoặc dùng củ nâu làm chất phụ gia để tăng độ bền khi nhuộm quần áo màu chàm.

1.1.8Giá trị kinh tế, khoa học và bảo tồn

Hiện nay củ nâu còn được sử dụng rất ít. Trữ lượng củ nâu trong rừng cũng đang bị suy giảm nghiêm trọng. Trong tương lai, nhu cầu về chất nhuộm và tanin có nguồn gốc thiên nhiên sẽ gia tăng trở lại. Vì vậy cần phải có chương trình bảo tồn các cây hoang dại cho tanin và thuốc nhuộm đồng thời nghiên cứu các kỹ thuật gieo trồng và thuần hóa chúng để chuẩn bị cho sự phát triển và sử dụng bền vững các loài cây LSNG cho tanin thuốc nhuộm nói chung và loài củ nâu nói riêng.