羽毛球比賽時間結構和能量代謝特征的研究

陳文聰,周永平

(浙江大學教育學院體育學系,浙江杭州310028)

·運動醫學·

羽毛球比賽時間結構和能量代謝特征的研究

陳文聰,周永平

(浙江大學教育學院體育學系,浙江杭州310028)

目的:通過對羽毛球比賽全程錄像拍攝分析,以及比賽中運動員生理生化指標的測試,分析羽毛球比賽的項目特點。方法:研究對象為浙江省羽毛球女一隊的6名平均年齡21.9歲的女子羽毛球運動員。檢測并記錄該6位女運動員在2008年～2009年參與的6次教學比賽的相關指標,包括賽后即刻血乳酸濃度、比賽全程心率以及比賽中運動—間歇時間結構和移動。結果:結果顯示羽毛球比賽對能量需求較高。比賽時間超過28min,由6.4s的運動與12.9s的間歇兩者交替完成。整場比賽需要最大心率190.5次/min,平均心率173.5次/min。結論:羽毛球運動的根本是快,對非乳酸系統的無氧供能需求高,對乳酸無氧供能需求小。

羽毛球;結構;能量代謝

Abstract:Objective:Using the methods of video recording and measuring on physiological and biochemical index in competition,this paper analyzes the characteristics of competitive badminton.Methods:Six female players with mean age 21.9 years in Zhejiang badminton team were measured during the 2008 to 2009 year.The indexes such as blood lactate concentration,heart rate,temporal structure and actions were measured.Results:The results confirmed the high demands of the sport,with a maximum heart rate of 190.5 beats/min and an average of 173.5 beats/min during matches over 28 minutes long and performance intervals of 6.4 seconds and rest time of 12.9 seconds between exchanges.Conclusions:The results suggest that badminton is based on fast movement,with a great demand on the alactic anaerobic system,and to a lesser degree on the lactic anaerobic metabolism.

Key words:Badminton;competitive;Temporal stuctare and Energy

0 前 言

在此之前已經有關于隔網球類項目的訓練及比賽特點的研究,比如網球[1,2]。這些研究創建了一個運動能力和生理需求的框架,并確定了訓練這些項目所需的身體素質。然而,在羽毛球運動方面還沒有足夠的數據來對競技比賽中的能量輸出做出一個更為準確地判定。

羽毛球比賽中哪個方面是最為重要的,哪些需要改進,當兩個水平相當的選手比賽時哪些因素將幫助取得勝利,這些問題我們都不得而知。比賽中某些因素的忽略和這些因素對最終結果的影響使得這一切變得很復雜。

研究表明,對生理指標變化的研究是很重要的,比如血乳酸濃度和心率就決定著身體活動和體育運動中能量的需求[3-6]。

盡管羽毛球運動在1992年巴塞羅那奧運會上成為正式奧運比賽項目后人氣直升,有關羽毛球運動比賽能力(運動員能達到的最適宜的比賽水平,為一流運動員教練的參考)的研究仍然是少之又少。然而,我們應該關注Carlson[7]有關比賽中年輕運動員心率的研究。研究中記錄了最小心率,平均心率和最大心率的極端值,并且發現記錄的最大心率接近理論上心率的最大值。Hughes在模擬比賽中發現最大心率為每分鐘186次[8]。

Abe[9]和 Gosh[10,11]等研究表明,羽毛球比賽的最大乳酸沒有超過5mmol/L。與此相同,Carlson等發現頂尖澳大利亞羽毛球單打和雙打運動員比賽后最大血乳酸值沒有明顯差異,4.6mmol/l的最大血乳酸值出現在男子單打運動員第一局比賽后[7]。

羽毛球的另一個特點是技術要求高和運動強度大,重復完成持續時間短但強度劇烈的動作。這些特點,加上比賽時的爆發性,羽毛球在80m2的場地舉行,要求速度快,技巧高,每場比賽都要最大程度地身體運動。一些研究人員根據數據分析,認為羽毛球比賽中,每個擊球回合(即從發球至球落地)平均需要5s的運動時間,緊接著平均5～10s的間歇休息時間(即球落地至下次發球)。然而,Cabello調查了3位世界頂級選手后,報導每個擊球回合需要將近8s的運動時間,而間歇休息時間為16s。Cabello的報導與另一項研究結果發生沖突,該研究顯示8名年輕的國際中等水平運動員平均每個擊球回合3.6s和9.8s的間歇休息時間,并對運動——休息模式的變動提出了建議。

在跑步機上最大攝氧量的測試顯示,頂尖羽毛球運動員有很高的最大攝氧量水平,支持的數據有:澳大利亞國家羽毛球隊男子運動員平均60.5ml/kg/min,女子平均49.3ml/kg/min[7];英國隊13名羽毛球運動員平均達到51.5ml/kg/min[8]。

1 研究方法

1.1 研究對象

選取浙江省羽毛球女一隊的6名平均年齡21.9歲的女子羽毛球運動員為研究對象(見表1),記錄他們在2008～2009年的6次教學比賽(共計14場)的數據進行分析。

表1 研究對象的年齡、訓練年限、身高和體重

1.2 研究設計

測量每個運動員賽前賽后的生理生化指標,統計比賽中運動—間歇時間結構,分析這些指標與比賽成績之間的相關性。測量的指標分別為:

1.2.1 血乳酸濃度。從耳垂處提取血液樣本20ml,使用YSI1500血乳酸分析儀進行即時檢測分析。采樣時間為:休息時 ,每局比賽末即刻的第 1、3、5、7、10min 末。

1.2.2 心率。整個比賽用Polar心率表測量即時心率,每5s鐘記錄一次心率,用Polar Interface Unit將數據傳導進一臺筆記本電腦,用Polar HR軟件計算最大和平均心率。

1.2.3 比賽時間。全部比賽由sony攝像機拍攝記錄。拍攝后,圖像和數據從攝像機copy到電腦中,采集數據并分析。比賽時間等從錄影帶數據采集后獲得。

1.2.4 運動—間歇時間結構。運動—間歇時間結構是從用攝像機拍攝下比賽全程后分析獲得。計算平均每個擊球回合的運動時間和間歇時間、比賽總時間和實際運動時間(以s為單位),以及比賽密度(運動時間與休息時間的比)。

表2 比賽中心率、血乳酸、運動—間歇時間結構等各項指標的統計分析結果

1.2.5 比賽成績。比賽成績的測定由分析每場比賽的錄像數據后,對以下指標分析得出。

主動失誤:在無預計的情況下發生失誤。

制勝球:有效進攻的得分球。

每回合擊球次數(球從發出到落地間的擊球次數),每局和每場比賽的總擊球次數(總擊球次數)。

全力揮拍次數:需要高素質要求的動作,運動員做出的全身最大動作。

總回合數:每局比賽的總回合數。

氣候因素(溫度,濕度和壓強)影響極小,變化范圍為:濕度70～80℃,溫度 20～22℃。

比賽的對抗程度對相關數據的影響較大。對手的水平是否相當和運動員是否盡全力比賽是影響比賽對抗程度的關鍵因素。研究設計中對比賽對抗程度的控制,是通過選取水平相當的運動員對抗,或者選擇分析水平相當的運動員的比賽數據做分析來控制。

1.3 統計分析

通過使用Statistical Package for Social Sciences(SPSS)13.0完成了一個各變量的描述性分析和各變量之間的相關性分析(P＜0.05)。

2 結 果

表2為心率、血乳酸及運動——間歇時間結構等指標的描述統計分析。運動員競技水平的差異體現了羽毛球運動有著相當大程度的不確定性,表現為間歇運動時間在4.57s和8.86s之間變化,乳酸鹽濃度在2.4～5.1mmol/l之間變化。然而,相對穩定的有最大心率(186～201次/min)、平均心率(162～187次/min),工作密度(0.4-0.6)、擊球數和實際時間之間的關系(1.1～0.7)。

研究中發現的普遍規律是運動員的平均心率接近于他們在比賽中的最大心率。這意味著,隨著羽毛球新賽制的發展,比賽對心血管的要求也在提高。

圖1 羽毛球比賽中運動時間與間歇時間百分比

從圖1中我們不難看出比賽中最常出現的回合通常持續3～6s,占了40%,0～3s的回合占 19%,比6～9s時間長的回合占20.3%,可見0～9s的回合占了整場比賽80%多。此外,一個回合持續的時間越長這種回合出現的頻率越小,超過21s的回合只占了1%。

3 討 論

通過研究表3的相互關系,并與其他研究做對比,可以得出對乳酸鹽、心率等各指標的專項分析。與工作密度沒有顯著相關性,只有最大心率、平均心率和全力揮拍次數之間有顯著相關性。

3.1 乳酸鹽濃度

乳酸鹽的最大濃度平均為3.8mmol/l,其中最大值為5.1 mmol/l,最小值為2.4 mmol/l,與 Ghosh在13～14歲一流運動員中的發現相接近。然而,卻比Cabello在三位一流西班牙運動員(平均7.1mmol/l)和8位中游與上游之間的運動員(平均5.7mmol/l)測得的值略低。乳酸鹽濃度的不同,可能與年齡、體質狀況和訓練水平的差異有關。盡管乳酸鹽濃度和別的指標之間沒有相關性,但在比賽中,越長的運動持續時間,乳酸鹽濃度就越高(在4場比賽中工作密度＞0.5,乳酸鹽濃度＞3.5mmol/l,在3場比賽中工作密度＜=0.5,乳酸鹽濃度≤3mmol/l)。本研究測得的乳酸鹽濃度低于Cabello的研究,分析可能受比賽密度和運動員有氧運動能力水平的影響。

表3 各指標間相互關系分析結果(P＜0.05)

表3給出了各指標間的相互關系統計分析的結果。目的是通過控制總時間,確定一對變量之間的顯著相關性。大多數的正相關與運動——間歇時間結構有關,例如總時間和實際時間、運動和休息時間。然而,負相關卻與心率、運動——間歇時間結構及比賽成績相關。當總時間被控制,最大心率和平均心率值得注意的是平均血乳酸濃度低于3.8mmol/l的低乳酸值和最大190次/min平均173次/min的高心率值之間的差異,至今尚沒有很好的解釋。

3.2 心率

最大和平均心率值與其他研究結果相近,在多數情況中接近理論的最大心率值。最可能的解釋是其與影響心臟的神經心理學有關。羽毛球運動的主要特點是速度快,反應快,精確度高,需要集中精力,這些給運動員的神經壓力很大,腎上腺素分泌增加,這些都會增大心率。

3.3 比賽時間

總時間、實際運動時間、平均工作間歇、平均休息間歇等指標的相關性可以解釋對比賽時間的分析在羽毛球比賽中的重要性,它反映了羽毛球項目的特點。

總時間與比賽密度和平均、最大心率的相關性較弱,因為只有當運動員準備好了以后才會開始發球,結果通常是總時間很長,而實際運動時間較短。根據我們的研究,比賽密度是0.49,這可以解釋為什么最大血乳酸濃度不是出現在比賽結束后,因為足夠的休息間歇,降低了能量需求。由此可見,比賽越激烈,比賽時間的指標越高,運動員生理反應也越大,競技水平的高低影響了比賽的密度。對1992年巴塞羅那奧運會男子羽毛球單打決賽錄像分析的結果是:總時間55min,實際運動時間25min26s,這比我們的研究結果長了很多,總時間接近一倍,實際運動時間接近3倍。而且在運動——休息時間間歇上,也有較大的差別。我們的研究顯示運動時間6.4s,休息時間12.9s,對比1992年奧運會運動時間12.3s,休息時間20.4s,運動時間/休息時間的值,1992年奧運會是0.62,比我們的研究結果0.49高了20%。對比奧運會的研究結果,說明我們的教學比賽還不夠激烈,比賽密度不夠大。但繆素堃(1979)[12]的研究結果與我們相似,即在經過24～88min的比賽中,實際活動時間中1～10s的段落占了80%～90%。

3.4 運動——休息時間結構

運動時間和休息時間(P＜0.001)顯示出高度的相關性(r=0.87),這證明每得一分擊球時間越長,就需要更多的休息間歇。運動時間和每回合的擊球次數的高相關性,表明擊球次數受限制于羽毛球的空中飛行時間。如果從場地的一邊到另一邊的高壓球,球在空中飛行時間只有0.5s,而如果是防守解圍球,則需要1.5s。在比賽中大多數時間都是防守解圍球和高球,所以球在空中的平均飛行時間還是1秒。

3.5 比賽成績

關于這些指標,沒有相關的研究報道,所以很難說明其對羽毛球的重要性。我們的研究結果顯示,一局比賽的勝負與主動性失誤的高低和制勝球的數量有相關性,有76.9%的運動員主動性失誤少,贏得了比賽;而只有23.1%的運動員主動性失誤多取勝,但這并沒有顯著的統計學意義。全力揮拍次數與最大和平均心率顯示負相關,可能的解釋是心率越高,全力揮拍的能力越低。

4 結 論

綜上所述,羽毛球運動的根本是快,對非乳酸系統的無氧供能需求高,對乳酸無氧供能需求小。比賽中的高頻率和高強度,使最大心率和平均心率值都很高,這些表明,羽毛球競技比賽需要有氧供能的比率高,良好的有氧能力可以支持運動員完成高質量的30min左右的比賽。教練員應該用較多的時間來訓練運動員短間歇高強度的運動能力,特別是那些15～20s的運動和6～10s的休息間歇組合,可以提高運動員的專項耐力。而技術上的指標,如主動性失誤等,對比賽結果是有影響的,需要在訓練中強化。

[1] Galiano D,Escoda J,Pruna R.Aspectos fisiológicos del Tenis.Apunts 1996,44-45:115-121.

[2] Christimass MA,Richmond SE,Cable NTT,et al.A metabolic characterisation of single tennis.In:Reilly T,Hughes M,Lees A,ed.Science and Rackets Sports.London.E&FN Spon,1994.

[3] Anderson GS,Rhodes EC.A review of blood lactate and ventilatory methods of detecting transition thresholds.Sports Med 1989,8:43.

[4] Mader RA,Neck N.A theory of the metabolic origin of anaerobicthreshold.Int J Sports Med 1986,7:45.

[5] Stains by WN.Biomechanical and physiological bases for lactate production.Med Sci Sports Exerc 1986,18:341.

[6] Wassermann W.Mechanisms and patterns of blood lactate increase during exercise in man.Med Sci Sports Exerc 1986:18:344.

[7] Carlson J,Tyrrell J,Naughton G,et al.Physiological responses during badminton games by elite Australian players.Badminton Sitelines 1985,13:17-20.

[8] Hughes MG.Physiological demands of training in elite badmintonplayers.In:Reilly T,Hughes M,Lees A,eds.Science and rackets sports.London:E &FN Spon,1995.

[9] Abe K,Haga S,Nakatani T,et al.The work intensity of a badminton match in Japanese top male players.Bulletin of Institute of Health and Sports Sciences University of Tsukuba,1990,13:73.

[10] Ghosh AK,Goswami A,Ahuja A.Evaluation of a sports specific training programme in badminton players.Indian J Med Res 1003,98:232.

[11] Ghosh AK,Mazumdar P,Goswami A,et al.Heart rate and blood lactate response in competitive badminton.Annals of Sports Medicine 1990,5:85.

[12] 繆素堃.羽毛球訓練和比賽對優秀運動員生理機能的影響[J].體育科技資料,1979.

Research on Characteristics of Temporal Structure and Energy Requirements of Competitive Badminton

CHEN Wen-cong,ZHOU Yong-ping

(PE Department,College of Education,Zhejiang University,Hangzhou 3100028,China)

G804.7

A

1004-3624(2011)02-0117-04

2010-12-16

陳文聰(1980-),女,安徽蕪湖人,助理研究員,研究方向:運動人體科學.