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ACCUMULATION, DISTRIBUTION AND UTILIZATION OF TOP DRESSING N-FERTILIZER
BY  15N TRACER METHOD IN FLUE-CURED TOBACCO GROWING ON YELLOW SOILS

黄壤烤烟追肥氮的积累、分配及利用



全 文 :核 农 学 报 2010,24(3):618 ~ 622
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
收稿日期:2009-08-30 接受日期:2009-12-15
基金项目:国家烟草专卖局科技项目(110200601014)
作者简介:王 鹏(1962-),男,黑龙江牡丹江人,副教授,从事烟草土壤与营养研究。Tel:0459-6819183;E-mail:wangpeng_hlau@ 163. com
通讯作者:李志宏(1967-),男,山西汾阳人,博士,研究员,从事土壤与营养研究。Tel:010-82106198;E-mail:zhli@ caas. ac. cn
文章编号:1000-8551(2010)03-0618-05
黄壤烤烟追肥氮的积累、分配及利用
王 鹏1 曾玲玲2 王发鹏3 张维理4 李志宏4
(1. 黑龙江八一农垦大学农学院,黑龙江 大庆 163319;2. 黑龙江省农业科学研究院齐齐哈尔分院,黑龙江 齐齐哈尔 161041;
3. 贵州省大方烟叶公司,贵州 大方 551600;4. 农业部植物营养与养分循环重点开放实验室 /中国农业科学院
农业资源与农业区划研究所,北京 100081)
摘 要:在田间条件下,利用
15 N示踪技术研究了黄壤 2 个点烤烟追肥 15 N积累、吸收比例、氮素利用率及
15 N在各器官分配。结果表明,烤烟于移栽后 35d 追肥,追肥 15 N积累于移栽后 13 周达到高峰,烟叶采收
结束时(17 周),追肥 15 N积累量分别为 16. 13 和 15. 28kg / hm2,分别占烟株吸收总氮的 16. 95% ~
16. 51%,追肥氮(15 N)利用率为 51. 20% ~ 61. 73%,追肥中氮是烟株氮素重要来源之一,2 个点追肥中
15 N在上部、中部、下部烟叶及茎 + 花中积累分别占吸收肥料总 15 N的 32. 30% ~ 32. 72%、32. 68% ~
31. 47%、17. 65% ~ 17. 28%、27. 22% ~ 26. 44%,60% 以上追肥 15 N集中在中、上部烟叶。因此,烟株吸
收追肥15 N比例高、吸收时间拖后,追肥15 N集中分布于中上部烟叶等均为黄壤烟区上部烟叶烟碱偏高的
重要因素。
关键词:黄壤;追肥
15 N;15 N利用率;烤烟
ACCUMULATION,DISTRIBUTION AND UTILIZATION OF TOP DRESSING N-FERTILIZER
BY 15N TRACER METHOD IN FLUE-CURED TOBACCO GROWING ON YELLOW SOILS
WANG Peng1 ZENG Ling-ling2 WANG Fa-peng3 ZHANG Wei-li4 LI Zhi-hong4
(1 . College of Agronomy Heilongjiang August First Land Reclamation University,Daqing,Helongjiang 163319;
2 . Qiqihar Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Qiqihar,Helongjiang 161041;
3 . Da Fang Tobacco Leaves company in Guizhou Province,Dafang,Guizhou 551600;4 . Key Laboratory of Plant Nutrition and
Nutrient Cycling,MOA / Institute of Agricultural Resources and Regional Planning,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081)
Abstract:Field experiments were carried out to study the top dressing N uptake,accumulation,distribution and
utilization rate in flue-cured tobacco using 15N tracing technique in two sites on yellow soil. When top dressing 15N
applied in 5 weeks after transplanting(WAT),accumulation of 15 N reached the peak value at the 13 WAT,and the
accumulation amount of 15 N were 16. 13 kg / hm2 and 15. 28 kg / hm2 in two sites,respectively in 17 WAT when the
leaves was harvested. Ration of 15 N,which came from top dressing fertilizer,were 16. 95% to 16. 51%,and 15N
utilzation rate were 51. 20% to 61. 73% in two sites,The top dressing 15N distribution at upper,middle,lower leaves
and stem and flowers were 32. 30% to 32. 72%,32. 68% to 31. 47%,17. 65% to 17. 28% and 27. 22% to 26. 44%
in two sites,respectively,with more than 60% of top dressing 15N accumulated in middle and upper leaves. Therefore,
high nicotine contents on yellow soil were mainly resulted from more top dressing 15N absorbed,delaying 15N absorption
of top dressing fertilizer and the high top dressing 15N use efficiency,as well as more fertilizer 15 N concentrated in upper
and middle leaves.
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3 期 黄壤烤烟追肥氮的积累、分配及利用
Key words:yellow soil;top dressing 15N;15 N use efficiency;flue-cured tobacco
烤烟氮素营养中,氮肥用量、施用方法和施用时期
对烤烟养分吸收、生长发育、烟叶产量和品质有十分显
著的影响[1 ~ 3],烤烟碱含量与叶片中氮的浓度呈正相
关[4,5],与土壤氮素供应能力有关[6,7]。有关烤烟氮素
的分配和吸收研究较多,而关于追肥中氮在烤烟不同
器官氮素积累、分配报道较少。黄壤是贵州省主要植
烟土壤之一,其烤烟突出的问题是上部烟叶烟碱含量
偏高,在 4% ~ 50%,影响烤烟工业用途[8],烟碱含量
偏高与氮肥用量,基肥和追肥比例有关[9]。贵州当地
烤烟氮肥用量主要依据土壤有机质和土壤肥力的高低
进行测土施肥,氮肥通常分 2 次施用,其中 70% 氮肥
于移栽时用作基肥,30%于烤烟移栽后 35d 内追施,无
论氮肥用量高低,基、追肥比例稳定。因此本文选择有
机质差异较大的 2 个试验点,利用 15 N示踪技术研究烤
烟追肥中氮素的吸收、利用以及对烤烟氮素营养的作
用,旨在合理制定氮肥的基追肥比例,为提高烟叶质量
提供技术支持。
1 材料与方法
1. 1 材料与试验地概况
供试烤烟品种为 K326。试验设在贵州省大方县
烟草品种良繁基地(高有机质)和核桃乡(低有机质),
2 个试验点距离 17km,气候条件相同,良繁基地点海
拔 1480m,经度105°34′938,纬度27°07′901;核桃乡试
验点海拔 1430m,经度105°36′524,纬度27°19′456。土
壤类型为黄壤,2 个试验点土壤均为砂质壤土,其养分
状况见表 1。
表 1 供试土壤的基本性质
Table 1 Basic properties of the tested soils
地点
site
有机质 O. M.
(g / kg)
pH
(H2 O)
碱解氮
alk. N(mg /kg)
速效磷 avai. P
(P2 O5 mg / kg)
速效钾 avai. K
(K2 O mg /kg)
核桃乡 Hetaoxiang,Guizhou 19. 2 5. 4 91. 0 17. 1 95. 0
良繁基地 Liangfanjidi,Guizhou 40. 7 6. 2 159. 3 40. 0 167. 5
1. 2 试验设计与施肥方法
试验采用15 N示踪方法,3 次重复,随机区组排列。
试验点小区面积均为 6m × 5m,5 行区,株行距 0. 6m ×
1m,基肥氮为普通硝酸铵,基肥占总施氮量 70%,追肥
氮为15 N 双标记硝酸铵(15 N丰度为 5. 0%,由上海化工
研究院提供),占总施氮量 30%,核桃乡和烟草品种良
繁基地 2 个试验点施氮量分别为 105 和 82. 5kg / hm2,
其中追肥氮(15 N)分别为 35. 0 和 27. 5kg / hm2,追肥时
间为烤烟移栽后第 35 天(5 周)。2 个试验点磷、钾肥
施用量一致,为 105kg / hm2 P2O5 和 240kg / hm
2 K2O。
基肥中氮磷钾肥料混合采用穴施方法,将肥料与穴内
20cm × 20cm × 10cm 土壤混合,烟株间用塑料薄膜隔
断,追肥氮将15 N与少量水溶解浇在距烟根 5cm 处,用
土覆盖。
2 个试验点的施肥处理和管理相同。
1. 3 采样和测试方法
于烤烟移栽后 7、9、11、13、15 和 17 周分别取地上
部烟株,按上、中、下、茎 +花(平顶的花与茎部混合)4
个部位(每个部位叶片数均为 6 ~ 7 片)烟叶单独采
收,然后将各部位器官于 105℃杀青 30min,70℃烘干
称重。植株氮含量测定采用半微量凯式定氮法,15 N植
株样品在中国农业科学院原子能利用研究所测定。
1. 4 计算方法
Ndff(表示来自于肥料的氮)= % Ndff × 烟株吸氮
量;
烟株吸收的肥料氮占总吸氮量的百分比(% Ndff)=
(烟株的 15 N原子百分超 /肥料的 15 N原子百分超)×
100;
15 N利用率(%)=(Ndff /施氮量) × 100%。
1. 5 数据分析
试验数据采用 Excel 和 DPS7. 05 版进行数据处
理。
2 结果与分析
2. 1 烤烟肥料氮积累
2 个试验点烟株在追肥后不同生育周期肥料 15 N
积累量表明(图 1),移栽后 7 ~ 11 周内,烟株追肥 15 N
积累呈明显的增加趋势,于 13 周达到高峰,之后肥料
15 N积累逐渐趋于平稳。其中移栽后 7 周核桃乡和良
繁基地烟株追肥氮(15 N)积累量分别为 8. 67 和 8. 31
kg / hm2,烟叶移栽后 17 周,即烟叶采收结束时,2 个试
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核 农 学 报 24 卷
验点的追肥氮 (15 N)积累分别为 16. 13 和 15. 28
kg / hm2,追肥氮(15 N)吸收量随追肥 15 N用量的增加而
增加,烟株吸收追肥15 N高峰期拖后。
图 1 移裁后烤烟地上部追肥15 N积累量
Fig. 1 15N accumulation of top dressing in
above ground tissue of tobacco
2. 2 烤烟吸收追肥氮(15N)比例
随着烤烟生育进程,烟株吸收追肥 15 N占吸收总氮
的比例逐渐降低(表 2)。表 2 显示,烤烟各个生育周
期 2 个试验点烟株吸收肥料 15 N占吸收总氮的比例差
异不大。移栽后 7 周,核桃乡和良繁基地试验点烟株
吸收追肥 15 N占吸收总氮的比例分别为 19. 37% 和
19. 87%,之后 2 个试验点烟株吸收追肥 15 N占吸收总
氮的比例逐渐降低,至烟叶采收结束(17 周),2 个试
验点烟株吸收追肥 15 N 分别占总氮的 16. 95% 和
16. 51%。根据前期基肥和追肥均施用 15 N试验条件下
的结果[11],烤烟吸收追肥氮的比例高于基肥中氮的比
例。
表 2 烤烟吸收追肥15N占吸收总氮比例
Table 2 Top dressing 15N percentage in total
nitrogen of tobacco (%)
移栽后周数
weeks after transplanting
(week)
核桃乡
Hetaoxiang
良繁基地
Liangfanjidi
7 19. 37a 19. 87a
9 18. 64a 17. 59a
11 17. 62a 17. 43a
13 18. 65a 16. 81a
15 17. 74a 17. 72a
17 16. 95a 16. 51a
注:同一列不同字母表示差异达 5%显著水平。
Note:Different letters in same colom mean significant at 5% level.
2. 3 追肥15N在烤烟不同器官中的分配
2. 3. 1 在上部烟叶中的积累 追肥后上部烟叶 15 N积
累于烟株移栽后 15 周达到高峰,之后肥料 15 N积累降
低(图 2)。其中,移栽后 7 周时,核桃乡和良繁基地 2
个试验点烟株的上部烟叶追肥 15 N积累量为 2. 95 和
3. 15kg / hm2,分别占吸收追肥总 15 N 的 36. 31% 和
35. 47%;移栽后 9 ~ 15 周,上部烟叶追肥 15 N积累为
3. 23 ~ 5. 43kg / hm2,至烟叶采收结束的第 17 周,上部
烟叶追肥 15 N积累 2 个试验点分别为 5. 21 和 5. 00
kg / hm2,占吸收肥料总 15 N的 32. 30%和 32. 72%,表明
烟株吸收的追肥15 N有 1 /3 分布于上部烟叶中(图 2)。
图 2 移栽后烤烟上部叶中追肥15 N积累
Fig. 2 15N accumulation of top dressing in upper leaves
2. 3. 2 在中部烟叶中的积累 由图 3 可见,中部烟叶
15 N积累始终保持增加趋势,直到烟叶采收结束(15
周)达到最高。移栽后 7 ~ 15 周核桃乡和良繁基地 2
个试验点烟株的中部烟叶追肥 15 N积累量为 2. 47 ~
5. 47 kg / hm2,其中移栽后 7 周的 15 N积累占总吸收追
肥总15 N的 28. 49%和 30. 45%;移栽后 15 周的追肥15 N
积累占吸收肥料总15 N量的 32. 68%和 31. 47%。
图 3 移栽后烤烟中部叶中追肥15 N积累
Fig. 3 15N accumulation of top dressing
in middle leaves
2. 3. 3 在下部烟叶中的积累 下部烟叶追肥 15 N的积
累在移栽后 11 周达到高峰(图 4)。移栽后 7 ~ 11 周
烟叶的旺长时期,2 个试验点下部叶追肥 15 N积累为
1. 89 ~ 3. 33 kg / hm2;烟叶采收结束(13 周)时,核桃乡
和良繁基地 2 个试验点追肥 15 N积累分别为 3. 07 和
2. 67 kg / hm2,分别占吸收肥料 15 N总量的 17. 65% 和
026
3 期 黄壤烤烟追肥氮的积累、分配及利用
17. 28%。
图 4 移栽后烤烟下部叶中追肥15 N积累
Fig. 4 15N accumulation of top dressing
in lower leaves
2. 3. 4 在茎和花中的积累 从图 5 可以看出,茎和花
中追肥15 N积累于整个生育期均呈不断增加的趋势。
于烟叶采收结束(17 周)时,核桃乡和良繁基地 2 个试
验点茎和花追肥 15 N积累分别为 4. 39 和 4. 04kg / hm2,
分别占吸收肥料15 N总量的 27. 22%和 26. 44%。
上述追肥15 N在烟株各部位积累与分配结果表明,
烟株吸收追肥15 N主要分布于中上部烟叶,占烟株吸收
肥料总15 N的 60%以上。
图 5 移栽后烤烟茎和花中追肥15 N积累
Fig. 5 15N accumulation of top dressing in
stem and flower of tobacco
2. 4 肥料 15N利用率
烤烟移栽后,追肥15 N利用率随烤烟生育周期的延
长而提高(表 3),烟叶进入成熟期后,追肥 15 N利用率
呈降低的趋势。其中烤烟移栽后 7 ~ 9 周追肥 15 N利用
率较低,核桃乡和良繁基地 2 个试验点分别为
27. 51% ~ 38. 21%和 33. 56% ~ 44. 77%。移栽后 9 ~
13 周追肥15 N利用率增加较快,低有机质含量土壤(核
桃乡)为 38. 21% ~ 54. 32%,高有机质含量土壤(良繁
基地)为 44. 77% ~ 62. 42%;至烟叶采收结束(17
周),2 个试验点追肥 15 N利用率分别为 51. 20% 和
61. 73%。移栽后 13 ~ 15 周为烟叶成熟期,2 个试验
点追肥15 N利用率差异达到显著水平,15 N利用率表现
为随有机质含量的增加而提高,随追肥氮用量提高而
降低的趋势。
表 3 追施氮肥利用率
Table 3 15N use efficiency of top dressing in
two sites (%)
移栽后周数
weeks after transplanting
(week)
核桃乡 Hetaoxiang
(O. M. 19. 2g / kg)
良繁基地 LiangfanJidi
(O. M. 40. 7g / kg)
7 27. 51a 33. 56b
9 38. 21a 44. 77a
11 50. 91a 59. 18a
13 54. 32a 62. 42b
15 53. 15a 65. 24b
17 51. 20a 61. 73a
注:同一行字母 a 和 b 表示差异达 5%显著水平。
Note:Different letters a and b mean significant at 5% level.
3 讨论
由于 2 个试验点肥力差异较大(核桃乡土壤有机
质含量 19. 2g / kg,烟草品种良繁基地土壤有机质含量
40. 70g /kg),如果 2 地氮肥用量一致,那么其中一个点
烟株必然出现徒长或脱肥的现象,均会严重影响烟叶
的产量和品质,不能反映正常烟株的氮素吸收状况,因
此,本试验采用当地推荐的常规氮肥用量来研究烤烟
追肥的氮素营养,以不断改善烟叶氮素营养状况,提高
烟叶品质。
在当地推荐氮肥用量上,2 个试验点烤烟各个生
育周期内,追肥氮积累随追肥氮用量增加而增加(图
2),表明烤烟追肥氮积累量主要受氮肥用量水平决
定。从氮吸收周期可以看出,核桃乡(土壤有机质含
量 19. 2g / kg)追肥氮于移栽后 11 周前积累较多,而烟
草品种良繁基地(土壤有机质含量 40. 70g / kg)至 15
周积累达到最高,进一步说明了高有机质含量土壤氮
吸收时期较低有机质含量土壤延后。因此,选择有机
质含量较低的土壤,可促进氮素早期吸收,有利于烟叶
品质的提高。
表 2 结果表明,2 个试验点烤烟整个生育期吸收
追肥氮占吸收总氮比例差别不明显。本研究组曾报道
整个生育期烟株吸收肥料氮占吸收总氮比例小于
30% [10],其中,烤烟吸收基肥氮(占施氮量 70%)与追
肥氮(占施氮量 30%)相近,表明追肥氮占烟株总氮比
例高,与袁仕豪等[9,11]研究结果一致,进一步说明了黄
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壤烟区烤烟氮素吸收拖后也与追肥氮比例有重要的关
系,适当调整基追肥比例将更有利于烟叶氮素营养协
调。
从氮肥利用率上看(表 3),追肥氮利用率在烟叶
移栽后 11 ~ 17 周,达到 50% ~ 60%,明显高于肥料氮
(基肥 +追肥)的利用率。本研究中追肥氮利用率随
追肥氮用量增加而降低,和有关研究报道规律一
致[11],但土壤有机质对追肥利用率的影响还有待进一
步研究。
追肥氮在各器官积累与分配结果显示(图 2 ~ 5),
2 个试验点追肥氮用量尽管不同 (35. 0kg / hm2 和
27. 5kg / hm2),追肥氮在各器官中的积累始终是核桃
乡(土壤有机质含量 19. 2g / kg)高于烟草品种良繁基
地(土壤有机质含量 40. 70g / kg),同样表现为氮素用
量大于土壤有机质的差异,各部位占吸收肥料总氮比
例顺序为上部烟叶 >中部烟叶 > 茎 + 花 > 下部烟叶。
从肥料氮在各器官的分配看,追肥氮分布在中、上部烟
叶超过总肥料氮的 60%,要降低上部烟叶的氮和烟碱
含量,必须减少追肥氮在后期的吸收,因此,适当降低
追肥氮的比例,或通过改善植烟土壤环境,促进追肥氮
的早期吸收,有效促进烤烟前期的生长发育,保证烟叶
的正常成熟,控制后期肥料氮吸收,降低土壤后期供氮
是达到降低上部烟叶氮和烟碱含量的有效途径。
参考文献:
[1 ] 韩锦峰,汪耀富,钱晓刚 . 烟草栽培生理[M]. 北京:中国农业
出版社,2003,163 - 184
[2 ] 秦艳青,李春俭,赵正雄,武雪萍,张福锁 .不同供氮方式和施氮
量对烤烟生长和氮素吸收的影响[J]. 植物营养与肥料学报,
2007,13(3):436 - 442
[3 ] Collins W K,Hawks S N Jr. Principles of flue-cured tobacco
production[M]. NC State University,Raleigh,1993,NC27695
[4 ] Shen S J,Grunwald C,Sim J L. Effects of nitrogen fertilization and
stalk position on polyphenols and carbohydrates in the air-cured leaf
of three tobacco genotypes[J]. Can J Plant Sci,1973,53,897 -
905.
[5 ] 韩锦峰,史宏志,官春云,杨素勤,薛超群,谢德平,王廷选,付庆
跃 . 不同施氮水平和氮素来源烟叶碳氮比及其与碳氮代谢的关
系[J].中国烟草学报,1996,3(1):19 - 25
[6 ] Zador E,Jones D. The biosynthesis of a novel nicotine alkaloid in
the trichomes of Nicotina stocktonii[J]. Plant Physiol,1986,82(2):
470 - 484
[7 ] 习向银,晃逢春,李春俭 . 利用 15 N示踪法研究土壤氮对烤烟氮
素累积和烟碱合成的影响[J]. 植物营养与肥料学报,2008,14
(6):1232 - 1236
[8 ] 谢志坚,涂书新,李进平,许汝冰,陈振国,曹仕明,王学龙,李建
平,陈良存,曹翔练,郭 利 . 移栽期和氮肥对烤烟产量、产值及
氮素吸收利用的影响[J].核农学报,2009,23(3):513 - 520
[9 ] 石俊雄,冯勇刚,郑少清 .贵州省主产区烤烟主要化学成分普查
[J]. 中国农业科学,2004,37(增刊):92 - 98
[10] 袁仕豪,易建华,蒲文宣,韩锦峰,汪耀富 . 多雨地区烤烟对基肥
和追肥氮的利用率[J]. 作物学报,2008,34(12):2223 - 2227
[11] 王 鹏,曾玲玲,王发鹏,周建朝,张维理,李志宏 . 黄壤上烤烟
氮素积累、分配及利用的研究[J]. 植物营养与肥料学报,2009,
3:677 - 682
[12] 石 玉,于振文,李延奇,王 雪 . 施氮量和底追肥比例对冬小
麦产量及肥料氮去向的影响[J]. 中国农业科学,2007,40(1):
54 - 62
[13] 晏 娟,宛其荣,尹 斌,万新军 . 应用15 N 示踪技术研究水稻对
氮肥的吸收和分配[J].核农学报,2009,23(3):487 - 491
(责任编辑 邱爱枝
櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀
)
(上接第 584 页)
[12] 王政权 .地统计学及在生态学中的应用[M].北京:科学出版社,
1999:l - 102
[13] Vieira S R,Hatfild J L,Nielsen D R,Biggar J W. Geostatistical
theory and application to variability of some agronomical properties
[J]. Hilgardia,1983,51:1 - 75
[14] 李 冰,王昌全,谭 婷,李焕秀,杨 娟,李启权,袁 泉 . 成都
平原土壤重金属区域分布特征及其污染评价[J]. 核农学报,
2009,23(2):308 - 315
[15] 汤国安,杨 昕 . ArcGIS 地理信息系统空间分析实验教程[M].
北京:科学出版社,2006:363 - 428
[16] Isaaks E H,Srivastava R M. An introduction to applied geostatistics
[M]. New York:Oxford Uiniversity Press,1989,50 - 100
[17] Lecoustre L,Fargette D,et al. Analysis and mapping of the spatial
of African cassava mosaic virus using geostatistics and Kriging
technique[J]. Phytopathology,1989,79:913 - 920
[18] Robertson G P. Soil resources,microbil acfivily,and primary
pnxlucfion across an agricultural ecosystem [ J ]. Ecological
Applications,1997,7:158 - 170
[19] 胡克林,李保国,陈德立,Whit R E. 农田土壤水分和盐分的空间
变异性及其协同克立格估值[J]. 水科学进展,2001,12(4):460
- 466
[20] 刘付程,史学正,于东升,潘贤章 . 基于地统计学和 GIS 的太湖
典型地区的土壤属性制图研究 -以土壤全氮制图为例[J]. 土壤
学报,2004,41(1):20 - 27
[21] 陈袁袁 . 渗流污染物浓度空间变异性综合评价方法研究[D].
北京:北京林业大学硕士学位论文,2005(6):4 - 64
(责任编辑 邱爱枝)
226