羽毛球模拟比赛和多球练习的能量供应特征

王欣欣，李 博，李啸天，金 璐，付 乐，尚 磊，刘 颂，何 卫，李海鹏，陈小平，黎涌明，*

WANG Xinxin1，LI Bo1，LI Xiaotian2，JIN Lu1，FU Le1，SHANG Lei3，LIU Song4，HE Wei5，LI Haipeng5，CHEN Xiaoping5，LI Yongming1，5*

0 前言

羽毛球属于一项间歇性高强度运动（王欣欣等，2019）。比赛中运动员需要在约28～78 min内（局均时长约10～21 min）完成约82～119个回合的击球，其中，单个回合时长约为6～12 s，回合击球数约为5～12拍，回合时长占总比赛时间的约 23%～25%（Abdullahi et al.，2017；Abián et al.，2014；Abianvicen et al.，2013；Arslanoglu et al.，2009；Chen et al.，2008；Faude et al.，2007；Gawin et al.，2015；Laffaye et al.，2015；Leong et al.，2016；Savarirajan，2016；Valldecabresetal.，2017）。这些回合的完成涉及多次变向、跳跃和击球，使得比赛回合强度可达95%最大心率。但由于回合间间歇的存在（回合与间歇比约为1：2～1：4.7）（Abdullahi et al.，2017；Gawin et al.，2015；Laffaye et al.，2015），羽毛球比赛的平均强度并不高，72.6%～74.8%70%～85%最大心率，血乳酸1.98～4.6 mM（Faude et al.，2007；성 et al.，2016）。

能量供应特征是认识项目特征和制定训练计划的重要依据（黎涌明等，2014b）。作为一项间歇性高强度运动，羽毛球比赛对运动员的能量供应有着特殊的要求，有文献报道，羽毛球比赛的有氧供能比例约为60%～70%（Lieshout et al.，2003）；但也有研究认为，羽毛球比赛以无氧供能为主（李春雷，2016；林文弢 等，1996；盛怡等，2017）。然而，这些对羽毛球比赛能量供应特征的认识并非基于实验研究，且这些报道的数据均低于由全力运动时间与有氧供能比例关系得到的推算值（＞96.8%）（黎涌明等，2014a）。这表明，现有的认识可能低估了羽毛球比赛中有氧供能的重要性，导致训练中强度安排的经验化，田径场多组400 m跑和场地短间歇的多球/步法练习等“耐乳酸”训练成为现有羽毛球训练中的常用方法。这些训练方法是否符合项目的能量供应特征有待进一步研究。

本研究拟对羽毛球模拟比赛（单打）和杀上网多球练习进行能量供应特征的研究，研究假设以往对羽毛球模拟比赛供能特征的认识低估了有氧供能的重要性，现有羽毛球多球练习对供能系统的刺激针对性不强。

1 研究对象与方法

本研究选取12名具有羽毛球训练经验的运动员分别进行1次羽毛球模拟单打比赛和1次羽毛球多球练习，并对运动过程中的生理学数据进行采集和分析。2次测试在2天内完成，中间间歇＞12 h。测试所处环境温度、湿度和气压分别约为27℃、65%和1 002 mbar。

1.1 测试对象

12名健康羽毛球单打运动员自愿参加本次研究，并签署知情同意书。其中，男运动员（n=8）年龄、身高、体重和羽毛球训练年限分别为18.6±3.4岁、182.0±9.3 cm、71.3±18.2 kg和10.9±3.0年；女运动员（n=4）对应的信息分别为16.5±2.5岁、168.7±3.9cm、55.0±5.9kg和9.2±2.6年。受试者运动水平为国家二级运动员及以上（包括6名国家一级运动员）。受试者测试前1天无剧烈运动，测试当天正常饮食，但需要确保摄入足够的碳水化合物。测试前受试者熟悉测试流程和测试过程中可能存在的风险和不适。测试中受试者严格按照测试要求进行运动。

1.2 测试流程

1.2.1 模拟单打比赛

12名运动员分为6对进行6场模拟比赛，确保对打双方运动水平尽可能相近。比赛严格按照国际羽毛球联合会的规则进行，比赛中，当领先的一方得到11分时，双方有60 s休息，两局比赛间，双方运动员有2 min的休息时间。为便于测试信息采集，双方在模拟比赛中未交换场地。模拟比赛由1名国家级裁判员执裁。为了尽可能模拟真实的比赛情境，分别给予胜负双方不同金额的奖金激励。具体测试流程见图1。正式测试前对打双方进行15 min的对打练习和动态拉伸。之后，静坐10 min并在此期间佩戴便携式气体代谢仪（K4b2，CosMed，Italy）和心率带（Polar Accurex Plus，Polar Electro Oy，Finland）。测试前严格按照厂家要求对便携式气体代谢仪进行气压、气体浓度和气体量的校准（标准气体中O2浓度为15.00%，CO2浓度为5.09%，气筒容积为3 L）。采集准备活动前后即刻、第1局前即刻、两局间间歇的第1 min、比赛结束后第1、3、5、7 min的耳血各10 μl，并运用血乳酸分析仪（Biosen C_Line，EKF，Germany）对血样进行分析。

图1 羽毛球模拟比赛（上）和多球练习（下）测试流程图Figure 1. Test Flow Chart of Badminton Simulated Match Play（Above）and Specific Multi-Ball Strokes Drill（Below）

运用基于运动后过量氧耗的快速部分、运动中累积血乳酸和运动中累积摄氧量的计算方法对模拟比赛的每一局和全场比赛进行能量供应量计算（黎涌明等，2014a）。其中，磷酸原供能量＝运动后氧债的快速部分（ml）×能量当量（J·ml-1），糖酵解供能量＝累积血乳酸（mM）×氧气-乳酸换算系数（ml·mM-1·kg-1）×体重（kg）×能量当量（J·ml-1），有氧供能量＝累积摄氧量（ml）×能量当量（J·ml-1）。全场比赛氧债的快速部分为场比赛结束后前3 min的实际摄氧量减去由后3 min的实际摄氧量曲线倒推3 min所得到的摄氧量（慢速部分，即快速部分＝前3 min实际摄氧量-前3 min慢速部分）。由于局间间歇只有2 min，不足以进行快速部分的标准计算。因此，非最后1局氧债快速部分为当局比赛结束后2 min间歇的实际摄氧量减去全场比赛结束后前2 min的慢速部分所得到的摄氧量。当呼吸商＞1.0时，能量当量为1 ml氧气所产生的热量（21.131 J）。氧气-乳酸换算系数为3.0 ml·mM-1·kg-1。本研究统一选取3.5 ml·min-1·kg-1（女）和4.0 ml·min-1·kg-1（男）的安静摄氧量。

1.2.2 多球练习

12名受试者随机进行了10次×6组杀上网多球练习（实际完成时间37.2±2.3 s），每组练习完成后按1：2的比例进行2倍练习时间的休息（实际间歇时间为79.2±7.0 s，休息方式为静坐）。为节省整体测试时间，12名受试者按照模拟比赛分组每2人一组进行多球练习，即在第1人间歇的前半段时间内安排第2个人进行测试（图1）。多球练习时由1名经验丰富的运动员负责在另一半场连续发球，以确保受试者能够流畅进行多球练习。按照模拟比赛的测试流程进行准备活动、仪器佩戴和仪器校准。采集准备活动前后即刻、第1组练习前即刻、每组练习后即刻、最后1组结束后第1、3、5、7、10 min的耳血各10 μl，进行血乳酸分析，并对每组多球练习的能量供应量进行计算。由于组间间歇只有约80 s，不足以进行快速部分的标准计算，因此，非最后1局氧债快速部分为当局比赛结束后80 s间歇的实际摄氧量减去全场比赛结束后前80 s的慢速部分所得到的摄氧量。

1.3 统计分析

运用 SPSS（Statistics 19，IBM Corporation，New York，USA）对模拟比赛及杀上网多球练习的测试结果进行统计分析。数据符合正态分布，故运用配对样本t检验对羽毛球模拟比赛（局1 vs.局2）的结果进行统计分析，显著水平选取P＜0.05；对羽毛球模拟比赛输赢双方（输方vs.赢方）以及每局（输方局1 vs.赢方局1；输方局2 vs.赢方局2）的结果进行统计分析，显著水平选取P＜0.05。数据符合正态分布且方差齐，故运用单因素重复度量方差分析（Oneway ANOVA Post Hoc）对6组杀上网测试的结果进行统计分析，若主体内显著＜0.05进一步采用LSD法进行成对比较，显著水平选取P＜0.05。

2 结果

2.1 模拟比赛的生理学特征

受试者模拟单打比赛的平均场时间为21.4±6.0 min，6场比赛结果都为2：0，第1局和第2局的持续时间分别为10.1±2.4 min和10.4±2.2 min。相比于第1局，第2局的平均心率更高（P＜0.05）、即刻血乳酸更高（P＜0.05）、累积血乳酸更少（P＜0.05）、摄氧量快速部分更多（P＜0.05）、磷酸原供能量更多（P＜0.05，表1）。

表1 羽毛球模拟比赛整场生理学特征Table 1 Physiological Characteristics of the Badminton Simulated Match Play

场比赛输方平均心率更高（P＜0.05）、摄氧量快速部分更多（P＜0.05）、磷酸原供能量更多（P＜0.05）；第1局和第2局输方摄氧量快速部分和磷酸原供能量更多（P＜0.05，表2）。

表2 模拟比赛中输赢双方生理学特征Table 2 Physiological Characteristics of Both Winners and Losers in the Match

2.2 羽毛球多球练习生理学特征

峰值血乳酸随组数增加而提高，累积血乳酸随组数增加而下降；摄氧量除第1组的平均值外几乎保持不变；糖酵解供能量和比例随组数的增加而下降（表3）。

表3 羽毛球多球练习生理学特征Table 3 Physiological Characteristics of Specific Multi-Ball Strokes Drill

3 讨论

能量供应比例是项目特征的重要组成部分，现有对羽毛球比赛供能比例的认识并非来自实验研究，这可能导致羽毛球训练的针对性不强。本研究对12名羽毛球运动员单打模拟比赛和杀上网多球练习的能量供应特征进行研究。结果表明，羽毛球模拟比赛的能量供应以有氧供能为主（87.5%～95.4%），磷酸原供能为辅（3.6%～10.9%），糖酵解供能参与有限（1.0%～2.3%）；多球杀上网练习每组的能量供应以磷酸原供能为主（52.7%～57.0%），有氧供能为辅（31.8%～40.7%），糖酵解供能最低（2.8%～13.9%）。

3.1 羽毛球模拟比赛的能量供应特征

本研究结果显示，羽毛球模拟比赛的能量供应以有氧供能为主，磷酸原供能为辅，糖酵解供能参与有限，其比例分别为（87.5%～95.4%，3.6%～10.9%，1.0%～2.3%），其中，有氧供能比例与基于全力运动有氧供能比例关系公式推测得到的值相似（＞96.8%）（黎涌明等，2014a），但却明显高于基于早期研究得出的推测值（约60%～70%）（Lieshout et al.，2003），且该结果与国内有些研究对此项目能量供应的认识相反（糖酵解和磷酸原供能为主）（林文弢等，1996；盛怡等，2017）。羽毛球项目的供能特征可能与其运动学特征有关，在平均6～12 s的回合中，运动员需完成约5～12拍的击球，回合中包含频繁的变向、跳跃和击球，但由于存在回合间间歇（回合时间与间歇时间的比值约为1：2～1：4.7，使得整场比赛的强度并不高（Abdullahietal.，2017；Abiánetal.，2014；Abianvicenetal.，2013；Chenet al.，2008；Gawin et al.，2015；Laffaye et al.，2015；Leong et al.，2016；Savarirajan，2016）。Abdullahi等（2019）使用GPS系统对21名男子单打羽毛球运动员46场国家级锦标赛的外部负荷分析表明，在平均总时长约为35.3 min的比赛中，低强度活动的时间约占89%，中等强度活动的时间占约9.9%，而高强度活动的时间约占1.3%。因此，正是由于回合间歇贯穿比赛始终，有氧供能成为整场比赛的主要能量来源，磷酸原供能在回合对打中有重要的意义，而糖酵解供能所占比例最少。

对比输赢双方运动员可得，无论整场比赛还是每局比赛，输方运动员的磷酸原供能量显著高于赢方运动员（P＜0.05）。除了与输方运动员的摄氧量快速部分显著高于赢方运动员有关外（P＜0.05），还可能与赢方运动员的技、战术优于输方运动员有关。比赛中，输方运动员跑动/跳跃的次数可能均高于赢方运动员，从而使其磷酸原供能量和总供能量较高。

3.2 羽毛球模拟比赛的生理学特征

本研究中整场比赛的平均心率为168.2±10.8 bpm，峰值心率为191.3±9.0 bpm，与文献中报道的国际级羽毛球单打运动员相似，较高的心率值通常出现在回合对打中（Faude et al.，2007），这与运动员在回合对打中进行的短距离冲刺、变向以及跳跃击球有关。羽毛球模拟比赛的峰值血乳酸为3.68 mM，高于Faude等（2007）报道的优秀国际级男/女子单打模拟比赛的值1.9 mM，但略低于Fernandez等（2013）报道的国际级青少年男子单打运动员的值4.1 mM，可能是由于运动水平和年龄的差异造成的。总体而言，整场羽毛球比赛的血乳酸水平并不高，这可能与比赛时长以及较小的回合与间歇时长比值有关。比较两局比赛的生理学特征可发现，随着比赛的进行，运动强度也逐渐加大，表现为第2局比赛的平均心率和峰值血乳酸均显著高于第1局，但这与Fernandez等（2013）对国际级青少年男女子单打羽毛球运动员比赛结果的分析不同，3局比赛中，男女子运动员的心率和血乳酸值虽略有上升，但均无统计学差异，而本研究中的差异可能与本研究中男女运动员的数据未分开计算有关。而第2局累积血乳酸显著低于第1局，可能与两局之间2 min的休息时间以及随着比赛的进行，有氧供能占比越高有关。对比输赢双方运动员的生理学特征发现，除输方运动员整场比赛的平均心率显著高于赢方运动员外（P＜0.05），其他指标均无显著性差异，这可能也与赢方运动员技、战术的优势有关。

3.3 多球杀上网练习的能量供应特征

本研究的结果显示，10次×6组多球杀上网练习（运动间歇时间比为1：2）的能量供应均以磷酸原和有氧供能为主，糖酵解供能量和比例随组数的增长而下降，其比例分别为：磷酸原52.7%～57.0%、糖酵解2.8%～13.9%、有氧31.8%～41.7%。此外，本研究将6组练习作为一个整体，计算得到有氧供能比例约为84.98%，低于羽毛球模拟比赛的有氧供能比例和由全力运动时间与有氧供能比例关系得到的推测值（黎涌明等，2014a）。因此，作为常用来发展运动员“专项能力”的练习，其能量供应特征与本研究得出的羽毛球模拟比赛的能量供应特征并不相符。鉴于本研究为首次针对羽毛球多球练习的能量供应特征的研究，得到的结果无法与他人研究的数据进行对比。

3.4 多球杀上网练习的生理学特征

多球杀上网练习属于高强度练习，峰值血乳酸可达9.32 mM，尽管文献中关于多球练习的研究常有组数或次数上的差别，但多球练习峰值血乳酸却多与之相似或高于此值（8.96～11.98 mM）（林文弢 等，1996；盛怡 等，2017；唐辉，2005），使得多球练习的整体强度远高于比赛的强度，运动员在训练时需承受长时间的高乳酸，而造成这一现象的主要原因除了大量的重复组数和/或次数外（如8～20组、20～50次等），组间间歇的安排不当也可能是造成多球练习强度增高的原因之一。本研究选取的运动间歇比为1：2，该比例是实践中运动员常使用的比例（林文弢 等，1996；盛怡 等，2017；唐辉，2005；Ghosh，2008），但这一比例在发展技能的同时导致整体强度的增加，建议适当延长多球练习的组间间歇时长（如使运动间歇比达到1：3或1：4），以降低多球练习的整体强度，但同时突出组内强度。

4 备战东京奥运会的启示

面对东京奥运会，我们需要在重新认识羽毛球项目特征的基本上，更加科学地开展羽毛球训练（王欣欣等，2019）。动作和能量代谢是人体运动的生物学本质（黎涌明等，2014b），也是认识项目特征的两个重要视角。从动作上看，羽毛球比赛涉及多次变向、跳跃和击球，大量重复性的和模拟性的场地练习无疑有益于技能的“熟能生巧”。从能量代谢上看，羽毛球比赛的长时间（约28～78 min）和回合间歇比（约1：2～1：4.7）使得其以有氧供能为主，磷酸原的快速合成是羽毛球比赛能量代谢的关键。然而，以发展专项技术为主要目的的多球练习却往往由于每组次数过多和组间间歇过短导致整体强度偏高和局部强度难以维持，进而对糖酵解供能系统刺激增加，对磷酸原供能系统刺激减少，造成动作上“专项性”强的练习在能量代谢上却“专项性”不强。与此类似，以发展“专项”供能系统为主要目的的田径场“耐乳酸”跑却又由于对项目供能特征认识的偏差（即以无氧供能为主）和变向的缺失，造成其在能量代谢和动作两个方面“专项性”都不够。最好的训练是综合利用所有的方法（Laursen，2010），但前提是认清每种训练方法的收益和风险，在特定的时期针对特定的训练对象合理选取针对性强的练习方法。建议我国羽毛球运动员在备战东京奥运会过程中，重视羽毛球运动员的有氧能力和磷酸原快速合成能力，降低羽毛球多球练习的做功间歇比（即更长的间歇，如1：3～1：5），减少田径场“耐乳酸”跑的比重。

5 结论与建议

羽毛球模拟比赛的能量供应以有氧为主，磷酸原为辅，糖酵解参与有限，前期对羽毛球比赛能量供应特征的认识低估了有氧供能的重要性，高估了糖酵解供能的重要性。

羽毛球杀上网多球练习以磷酸原供能为主，有氧供能为辅，糖酵解供能整体上随组数的增加下降长，运动间歇比为1：2的多球练习似乎不符合项目的能量供应特征。建议羽毛球运动员更加重视有氧能力的训练，促进回合间磷酸原再合成的能力，适当延长多球练习的组间间歇时长，以降低多球练习的整体强度，突出组内练习强度。