优秀赛艇运动员测功仪2000m模拟比赛供能特征研究

毛　承

(宁波大学 体育学院，浙江 宁波 315211)

·运动人体科学·

优秀赛艇运动员测功仪2000m模拟比赛供能特征研究

毛承

(宁波大学 体育学院，浙江 宁波 315211)

摘要：研究的目的在于运用测功仪模拟赛艇2 000m比赛，以探究赛艇项目比赛过程中的供能特征。10名某省优秀赛艇运动员(男6女4)自愿参加赛艇测功仪6.5min的全力划。运用便携式气体代谢仪(CosMed,K4b2)所测得的摄氧量数据和血乳酸分析仪(Diagnostic C-line, EKF)所测得的血乳酸数据进行能量供应量的计算。结果表明，赛艇项目2 000m三大供能系统的比例分别为6.2%(无氧无乳酸)、10.1%(无氧乳酸)、83.7%(有氧)。研究结果与前人研究相似，并进一步明确了有氧供能对于赛艇比赛的重要性。三大供能系统比例的确定为教练员安排训练负荷和评价运动员的运动能力提供了理论依据。

关键词：赛艇；测功仪；功能特征；运动训练

收稿日期：2014-11-22

作者简介：毛承(1989-)，男，浙江建德人，在读硕士研究生，研究方向：运动训练.

文章编号：1004-3624(2015)01-0122-04

中图分类号:G861.4

文献标识码：献标识码：A

Abstract:The purpose of this research is to simulate match (2000m) with ergometer and make a thorough inquiry into the characteristic of energy supply of rowing during competition.10 excellent rowers (6 male,4 female) all are first grade athletes) who are volunteers take part in all-out rowing (6.5min) with ergometer. Uses Portable gas metabolism instrument (CosMed, K4b2) and blood lactate to analyze instrument to calculate the measurement of energy supply. According to the result, the three energy supply system ratio of rowing special distance (2000m) is phosphoric acid (6.2%), anaerobic lactic (10.1%), aerobic (83.7%). Research finding is similar with previous research and emphasize the importance of aerobic capacity for rowing. So it is very important for us to know the proportional relation between three energy supply systems in order to provide momentous theory evidence which can lead training scientifically.

基金项目：国家社科基金项目“民族民间体育赛事对目的地影响的研究”部分成果(12CTY021)

Research on Energy Supply of Excellent Rowers

Simulating Match (2 000m) with Ergometer

MAO Cheng

(Faculty of Education， Ningbo University， Ningbo 315211,China)

Key words:rowing； energy metabolism； energy supply characteristics； exercise training

0前言

赛艇是我国竞技体育的潜优势项目，我国在奥运比赛当中金牌和奖牌的提升需要依靠这些潜优势项目的崛起[1]。德国学者Mader认为赛艇是一项以有氧供能为主的耐力性项目[2]。我国训练学专家田麦久也将赛艇归于体能主导类耐力性项群[3]。在导致赛艇项目运动成绩在过去几十年内不断提高的多个原因中，体能水平的提高起了重要作用。赛艇运动员比赛中的大部分能量供应来源于有氧供能系统，那么有氧供能提供的能量越多，运动员的基础体能就越好[4]。

赛艇比赛的供能特征很早就受到了国外学者的关注。1978年，Hagerman等[5]对310名公开级男子运动员经行研究得出赛艇2 000m比赛有氧和无氧供能比例分别为70%和30%。4年后Mickelson、Hagerman等[6]又对赛艇2 000m供能特征进行了一次论证有氧比例提高到了72%、无氧为28%。同年Secher等[7]对7名公开级男子运动员进行了研究，并发现有氧供能比例为70%~76%，无氧为14%~30%。之后的20几年间，对赛艇2 000m供能特征的研究一直进行，其中Messonnier(1997[8])和Russell et al.(1998[9])的研究将有氧供能比例提高达到86%和84%。《赛艇—划得更快的科学》一书中所给予的赛艇比赛的供能比例是有氧82.1%、无氧无乳酸5.9%、无氧乳酸11.7%[4]。

供能特征的研究一直是国外赛艇研究的热点问题，最新的研究成果似乎证明早期研究所给出的有氧供能比例低估了赛艇比赛中有氧供能的重要性。出现这样的情况可能是供能比例计算方法不断地进步，也有可能是运动员的体能和训练手段的科学化所引起。国内对赛艇2 000m供能特征的研究相对较少。我国训练学理论中对项目专项特征的认识在范围上往往局限于对项目技术外在表面的描述，当中缺少项目特征内在的生理生化特点[10]。鉴于此，本研究将以国内高水平赛艇运动员作为样本，探究赛艇项目比赛的供能特征，为我国的赛艇项目的科学化训练提供生物学基础。

1实验对象和方法

某省队赛艇队10名健康的成人运动员(男6女4，表1)自愿参加本次测试。运用赛艇测功仪(Concept II ModeDPM3)6.5min全力划模拟比赛测试。

表1　受试者基本信息

实验开始前对4Kb2便携式心肺功能测试仪进行外部空气校准、标准气压校准、气体和气量的标定，标准气体浓度为O2-16.00%和CO2-5.01%，气筒容积为3L，检查各个设备是否符合测试要求。运动员开始自选测功仪强度热身10min，休息5min。在热身运动结束后对运动员进行第一次血乳酸采集，休息的第5min采集第二次血乳酸。休息当中给运动员佩戴实验仪器，打开仪器检测仪器是否正常工作。休息时间结束运动员开始全力划测试，记录仪器工作但测试还未开始的时间这些数据最后从总数据中删去。测试过程当中要求教练员从旁监督鼓励。实验结束后运动员原地休息，全力划测试结束后1、3、5、7min采集第三、第四、第五、第六次血乳酸(采集部位耳血，计量20 μL)。运用K4b2便携式心肺功能测试仪(K4B2,Ltaly)获取运动过程中的气体代谢数据，运用乳酸分析仪(EKF Diagnostic C‐line)对血乳酸数据进行分析。

三大供能系统在模拟比赛中的供能量基于以下公式获得。有氧供能量(WAER) = 累积净摄氧量(ml) × 能量当量(J·ml-1)。净累积摄氧量=实际积累VO2-安静值(本研究将男子4.0 ml·kg-1·min-1，女子3.5 ml·kg-1·min-1作为固定安静值[11])；无氧无乳酸供能量(WPCR) = VO2PCR(ml) × 能量当量(J·ml-1)。VO2PCR[12,13]即摄氧量在运动前3min(快速恢复部分)和后3min(慢速恢复部分)指数趋势线在前3min之差；无氧乳酸供能量(WBLC) = 净累积血乳酸(mmol·l-1) × 氧气-乳酸换算系数(3.0 ml·kg-1·mmol-1·l[14]) × 体重(kg) × 能量当量(J·ml-1)。净累积血乳酸=测试后乳酸最大值-测试开始前即刻值。当呼吸商>1.0时，1毫升氧气所产生的热量对应为21.131 J[15]。

2结果

测功仪6.5min全力划测试测功仪和能量代谢数据见表2，三大供能系统(有氧供能系统、无氧无乳酸供能系统、乳酸供能系统)的供能比例见图1。

(WPCR =无氧无乳酸供能，WBLC=无氧乳酸供能，WAER=有氧供能，WTOT=总供能)

图1　6.5min全力划供能比例(N=10)

对测试结果中10名运动员6.5min模拟2 000m距离全力划测功仪数据桨频、功率、船速进行平均(图2)，结合气体代谢数据中VO2、心率平均值(图3)我们可以得到赛艇6.5min全力划中各项指标的时序特征。功率在前30s中达到最大值之后快速下降，到达90s后下降速率减缓，最低值降到最大值的84%，最后30s进入冲刺阶段功率快速上升。桨频30s后快速下降，60s之后桨频保持在最大值的86%~88%之间进入相对稳定状态，最后30s快速攀升达到最大值。船速在前30s达到最大值，之后相对稳定始终保证在95%以上。VO2前5~10s出现延迟后迅速增加60s后达到最大值的90%，之后均保证在高水平的缓慢增长区。测试结束后VO2先进入3min快速恢复期和3min慢速恢复期，6min后基本恢复到测试前状态。心率非常快的从最大值60%增加到95%以上，之后相对稳定，测试结束6min达到安静水平。

图2　6.5min全力划测功仪各数据时序特征

3讨论

本研究通过10名优秀赛艇运动员在测功仪上6.5min全力划模拟2 000m比赛，探究了赛艇比赛的供能特征。结果表明，赛艇模拟比赛的三大供能系统的供能比例分别为83.7%(有氧)、6.2%(无氧无乳酸)和 10.1%(无氧乳酸)。本研究得到的有氧供能比例高于Hagerman(70%[5]、72%[6])和Secher(70%~76%[7])的研究结果，低于Messonnier(86%[8])的研究结果，与Hartmann和Mader的研究结果[16]相似。但是早期专家在计算能量代谢所用的方法是最大积累氧亏法，此方法从Medbo提出就一直饱受争议[17-19]。本文所采用的能量代谢方法是由Beneke等人在研究了前人[20，21]的基础上于2002年提出[22，23]，此方法最大的优点在于将无氧供能部分细化为无氧无乳酸供能和无氧乳酸供能两大供能系统。

图3　6.5min全力划气体代谢各数据时序特征

人体运动时三大供能系统同时工作，但是三种供能系统能力的提高需要不同的训练手段，我们要根据该项目的特点(如三大供能系统的比例关系)，通过不同的训练强度的组合，最终形成比赛所需要的能力[24]。赛艇项目是以有氧(83.7%)能力为主的耐力型项目，大部分的能量供应来自于有氧供能系统，肌肉中线粒体的数量和体积决定了运动员的有氧能力，然而高强度训练后乳酸的堆积导致机体的酸化会破坏细胞中的蛋白质和线粒体[4]。对高水平赛艇运动员的训练负荷研究表明，赛艇年度训练负荷安排中80%以上属于是低桨频，长时间，长距离的有氧长划[25]。

赛艇起航需要阶段的能量供应主要来自无氧供能系统，首先消耗的是功率最大的无氧无乳酸供能系统，之后无氧乳酸供能逐渐加入。60s后，有氧供能占主导地位并全程保持。本研究将无氧供能细化为无氧无乳酸(6.2%)、无氧乳酸(10.1%)，将原来的无氧供能进一步细分为无氧无乳酸供能和无氧乳酸供能。无氧无乳酸供能只能维持3~5s，恢复需要4min，那么加强无氧无乳酸供能系统的训练可以安排在7~10桨的训练。无氧乳酸供能系统的训练可以安排在90s以内的不同距离的高强度训练。研究表明，有氧和无氧是一对既相互支撑又相互制约的关系，有氧和无氧能力的发展属于此消彼长的动态关系。本研究探究了模拟赛艇比赛过程的三大供能比例关系(有氧供能83.7%、无氧无乳酸供能6.2%、无氧乳酸供能10.1%)，结合有氧和无氧能力的特性，我们在准备期时，应该将有氧能力的基础打的高一些。在竞赛期，随着训练量和强度的大幅增加，无氧能力增强同时抵消有氧能力的储备，在比赛到来前达到最符合赛艇项目的供能比例的体能。

4结论

赛艇模拟比赛过程中来自无氧无乳酸供能系统、无氧乳酸供能系统和有氧供能系统的能量供应比例分别为6.2%、10.1%和83.7%。本研究运用国内高水平赛艇运动员进行研究，研究结果与国外研究的结果一致，进一步论证了赛艇是一项以有氧供能为主的运动项目。研究结果为我国赛艇训练进一步加强有氧训练提供了生物学基础。

参考文献

[1]陈小平,资薇.中国赛艇训练关键问题研究[J].体育科学,2011,31(1):56-62,74.

[2]MADER T.A Comparative An alysis of the Gdr Adarm Styles[EB/OL].http://www.worldrowing.com/training/coaching in formation-training-manuals.

[3]田麦久.运动训练学[M].北京：人民体育出版社,2000:60

[4]陈小平，曹春梅，张秀云.赛艇划得更快的科学[M].北京：北京体育大学出版社，2009.

[5]Hagerman FC. Connors MC. Gault JA. Et al. Energy expenditure during stimulated rowing[J].JAppl Physiol 1978,45:87-93

[6]Mickelson TC. Hagerman FC. Anaerobic threshold measurements of elite oarsmen[J].Med SciSports Exerc 1982,14:440

[7]M?estu J., Jürim?e J., Jürim?e T.Motnitoring of performance and training in rowing[J].Sports Medicine,2005,35(7):597-617.

[8]Messonnier L., Freund H., Bourdin M. et al. Lactate exchange and removal abilities in rowing performance[J].Med Sci Sports Exerc 1997,29:396-401

[9]Russell AP. le Rossignol PF. Sparrow WA. Prediction of elite schoolboy 2000m rowing ergometer performance from metabolic, anthropometric and strength variables[J].J Sports Sci 1998,16:749-754

[10]陈小平.论专项特征——当前我国运动训练存在的主要问题及对策[J].体育科学,2007,27(2):73-78

[11]Margaria, R.;Edwards, H. T. and Dill, D. B. The Possible Mechanism of Contracting and Paying the Oxygen Debt and the Role of Lactic Acid in Muscular Contraction[J].American Journal of Physiology,1933,106:689-714.

[12]Knuttgen, H. G. Oxygen Debt after Submaximal Physical Exercise[J].J Appl Physiol,1970,29(5):651-657.

[13]Roberts, A. D. and Morton, A. R. Total and Alactic Oxygen Debts after Supramaximal Work[J].Eur J Appl Physiol Occup Physiol,1978,38(4):281-289.

[14]Di Prampero, P. E. Energetics of Muscular Exercise[J]. Rev Physiol Biochem Pharmacol, 1981,89:143-222.

[15]Stegmann, J. Leistungsphysiologie: Physiologische Grundlagen Der Arbeit Und Des Sports[M].Stuttgart: Georg Thieme Verlag,1991:56-59.

[16]MADER A,W HOLLMANN.Zur Bedeutung Der Stoffwech-selleistungsfaehigkeit Des Eliteruderers Im Training Und Wett-kampf[M].In:HECK H.L.HIRSCH.W.HOLLMANN,etal.eds,Leistungspory(Beiheft).Berlin:Bartels&Wernitz KZ,1977:8-62.

[17]Bangsbo, J. Is the O2 Deficit an Accurate Quantitative Measure of the Anaerobic Energy Production During Intense Exercise[J].J Appl Physiol,1992,73(3):1207-1209.

[18]Bangsbo, J.Quantification of Anaerobic Energy Production During Intense Exercise[J].Med Sci Sports Exerc,1998,30(1):47-52.

[19]Duffield, R.;Dawson, B. and Goodman, C. Energy System Contribution to 100-M and 200-M Track Running Events[J].J Sci Med Sport,2004,7(3):302-313.

[20]Margaria, R.;Edwards, H. T. and Dill, D. B. The Possible Mechanisms of Contracting and Paying the Oxygen Debt and the Role of Lactic Acid in Muscular Contraction[J].American Journal of Physiology-Legacy Content,1933,106(3):689-715.

[21]Stegmann, J. Leistungsphysiologie: Physiologesche Grundlagen Der Arbeit Und Des Sports[M].Stuttgart: Georg Thieme Verlag,1977:66-76.

[22]Beneke, R.;Pollmann, C.;Bleif, I., et al. How Anaerobic Is the Wingate Anaerobic Test for Humans[J]. Eur J Appl Physiol,2002,87(4-5): 388-392.

[23]Beneke,R.;Beyer,T.;Jachner,C.,et al.Energetics of Karate Kumite[J].Eur J Appl Physiol,2004,92(4):518-523.

[24]陈小平.有氧与无氧耐力的动态关系及其对当前我国耐力训练的启示[J].体育科学,2010,30(4):63-68.

[25]SEILER S. What is best practice for training intensity and duration distribution in endurance athletes[J].Int J Sports Physiol Perform,2010,5(3):276-291.