基于速度的力量訓練中不同速度丟失閾值（10% vs 20%）對大學生運動員下肢爆發力的影響

張帥，趙亮*，萬發同，陸宇明，吳志強，程思遠

力量訓練，特別是發展爆發力的訓練一直是教練員和科研人員的關注熱點。抗阻訓練是提升力量素質的主要手段，其訓練效果主要受練習的類型和順序、負荷強度、負荷量、組間間歇等變量的影響（Crewther et al.，2006；González-Badillo et al.，2011；Sánchez-Medina et al.，2011）。其中，負荷強度是重要的變量之一（Jovanovi? et al.，2014）。實踐中通常使用訓練者重復1次練習可承受最大負荷（1RM）的百分比來規定負荷強度，因此這種方式被稱為傳統抗阻訓練或基于1RM百分比的訓練（percentage-based training，PBT）。然而PBT存在一些限制因素，會對運動員運動表現的長期發展產生不利影響（Davies et al.，2016；Izquierdo et al.，2006；Jovanovi? et al.，2014；Kraemer et al.，2007；Pareja-Blanco et al.，2017a；Sampson et al.，2016；Zourdos et al.，2016），因此，學者們提出了使用基于速度的訓練（velocity-based training，VBT）方法（González-Badillo et al.，2010，2016；Jovanovi? et al.，2014）。

VBT根據不同訓練目標確定訓練的初始速度和速度丟失閾值（velocity loss threshold，VL），并通過監測訓練過程中動作速度調節訓練負荷強度，從而避免運動員出現無效訓練和過度疲勞。與PBT相比，VBT能夠有效提高下肢爆發力（Banyard et al.，2020；Dorrell et al.，2019；Held et al.，2021；Orange et al.，2019；Ortega et al.，2020；Randell et al.，2011）。研究發現，中到低VL的固定器械深蹲練習能夠有效提高下肢爆發力（Pareja-Blanco et al.，2017b，2020；Rodríguez-Rosell et al.，2020，2021）。自由重量的深蹲是發展運動員下肢爆發力主要的練習。本研究僅檢索到1篇文獻檢驗了中到低VL的自由重量深蹲對運動員人群的單次干預效果（Weakley et al.，2020），鮮見檢驗長期干預效果的實證研究。與此同時，有研究認為，中等負荷（V1LOAD）與大負荷（75%～95% 1RM）相比，同樣能夠顯著提高非運動員人群的力量和爆發力（González-Badillo et al.，2015），但是尚未以運動員為受試人群進行實證研究。

VBT是當前國際體能訓練領域的研究熱點，也是數字化體能訓練理念指導下的體能訓練的發展新趨勢（李衛等，2021；閆琪 等，2018；袁守龍，2018）。但是，目前國內對VBT的研究還處于起步階段，缺乏實證研究（傅家輝等，2021；廖開放 等，2021；王智慧，2020；張雨佳 等，2018，2019）。因此，本研究期望檢驗不同VL（10% vs 20%）的中等強度負荷（V1LOAD）自由重量深蹲練習對大學運動員下肢爆發力的影響，從而豐富VBT相關的實證研究。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以不同VL（10% vs 20%）的中等強度自由重量深蹲練習對大學生運動員下肢最大力量、跳躍能力和短距離沖刺跑能力的影響為研究對象，招募大學生運動員作為受試者開展本研究。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗對象

在山東體育學院日照校區招募24名具有國家二級以上運動員技術等級的男性大學生運動員，均具有2年以上的力量訓練經驗，無下肢運動損傷，能夠熟練使用杠鈴完成自由重量的負重深蹲練習，深蹲最大力量（深蹲1RM）達到體質量的1.5倍以上。實驗對象隨機分為2組，VL分別為20%（VLG20，n=11）和10%（VLG10，n=12）（表1）。實驗干預過程開始前有1名受試者因傷病無法參加后續干預而被排除。

表1 受試者基本信息Table 1 Basic Information of Subjects

1.2.2 實驗流程與控制

受試者進行為期8周、每周3次的中等強度負荷自由重量深蹲訓練干預。每次訓練結束后統計當天的訓練量（重復完成練習動作的數量）和主觀疲勞程度（RPE得分）。受試者在實驗前后都進行測試。為保證測試指標不受疲勞的影響，實驗前后的測試分3次進行，每次間隔時間為48 h以上。為避免生物節律和人為影響，保證測試時間在一天的同一時間進行，測試人員與熱身方案在實驗前后保持一致。第1次測試蹲跳（squat jump，SJ）、反向跳躍（counter movement jump，CMJ）和擺臂反向跳躍（swing counter movement jump，SCMJ），第2次測試立定跳遠、三級蛙跳、30 m沖刺跑，第3次測試進行重量遞增的負荷-速度測試，包括個人深蹲1RM和V1LOAD（動作速度為1 m/s所對應的負荷重量）。

1）跳躍能力測試。跳躍能力測試包括SJ、SCMJ、CMJ、立定跳遠、立定三級跳，其中SJ、SCMJ以及CMJ使用美國Just Jump跳躍測試系統進行測試。在測量SJ和CMJ時要求受試者雙手叉腰。測量SJ時要求測試者在膝蓋接近90°時開始全力快速向垂直方向起跳，下肢避免做任何幅度的超等長動作；測量CMJ時測試者以自己選擇的速度下蹲至個人最佳深度，然后雙腳盡全力快速向垂直向上的方向起跳。SCMJ則是在CMJ的基礎上向上快速擺臂的動作。所有測試都要求受試者起跳后保持腿部伸直，不得跳出墊子。立定三級跳測試，起跳前受試者雙腳平行站立于起跳線后，由靜止狀態開始做起跳動作。雙腳起跳后，經騰空單腳著地，完成第1跳；然后又經騰空用另一側腳著地，完成第2跳；雙腳落入沙坑完成第3跳。所有項目分別進行2次測試，每次間歇3 min，取最好成績。

2）30 m沖刺跑測試。在室外跑道分別進行2次30 m沖刺跑測試，中間休息3 min，參與者被要求盡最大努力，取最好的1次成績。過程中由專業裁判員計時，保證測試一致。

3）重量遞增的負荷-速度測試。LVP（load-velocity profile）是反映動作速度與阻力（重量）關系的變化圖譜（廖開放 等，2021）。使用速度與爆發力反饋系統（Tendo Unit，斯洛伐克）進行重量遞增的負荷-速度測試（Garnacho-Casta?o et al.，2015）（圖1），確定受試者個人的LVP、V1LOAD和1RM，使用Tend Power Analyzer軟件記錄測試者每次重復的平均向心速度（mean velocity，MV）。在較輕強度負荷（平均速度＞1.15 m/s）時每組進行3次測試，在中等強度負荷（0.70～1.15 m/s）時每組進行2次測試（González-Badillo et al.，2011）。測試流程如下：受試者在正式測試前進行3組空桿深蹲，以保證測試者熟悉測試設備和每個受試者的下蹲深度（大腿后側與小腿觸碰后立即進行反向運動）。受試者以30 kg作為初始強度負荷完成3次蹲起，逐漸增加負荷（5～10 kg），當MV為1 m/s時，記錄所對應的負荷即為訓練負荷（V1LOAD）。當MV低于0.7 m/s后逐步增加小負荷（2.5 kg）直到受試者能成功舉起最重負荷時以確定測試者個人1RM。

圖1 測試過程與相關設備Figure 1. Test Process and Related Equipment

4）疲勞程度。本研究通過統計訓練課中動作重復的次數和訓練課后的主觀疲勞程度（session-rating of perceived exertion，s-RPE）綜合評定疲勞程度，使用CR-10RPE統計s-RPE（于洪軍 等，2021；Foster et al.，2017）。在實驗開始前向所有受試者講解CR-10RPE量表的作用和數字的含義，使其熟悉如何使用和反饋自己的疲勞程度，每次訓練結束后30 min通過通訊軟件收集每個人反饋的s-RPE分值。

1.2.3 訓練方案

訓練方式為自由重量深蹲，頻率為每周3次，每次4組，組間歇5 min。要求受試者下蹲至大腿后側與小腿觸碰后立即快速向上運動，中間避免間歇。負荷強度均為V1LOAD，當最快MV低于或超過正常的范圍（0.96～1.04 m/s）時調整負荷強度，使MV達到規定速度范圍。受試者每次重復的MV通過Tendo Unit反饋至Tend Power Analyzer軟件。在訓練中，將每次重復的MV通過Tendo Unit呈現給受試者，并且口頭鼓勵，以保證受試者以最快速度和最大努力程度完成每次重復（表2）。

1.2.4 數理統計

VLG10與VLG20以實驗前的測試數據為基準，以“平均值±標準差”表示。將實驗后的測試結果與實驗前的測試結果進行配對樣本t檢驗，對組間測試結果采用獨立樣本t檢驗，所有樣本t檢驗和正態分布檢驗都通過SPSS 25.0完成。利用Excel軟件計算效應量（effect size，ES），根據國外已有的近似實驗設計（Grazioli et al.，2020）和常用標準（Cohen，1988；Hopkins et al.，2009），使用Cohen’sd表示效應量：ES≤0.20為幾乎沒有影響，0.20＜ES≤0.50為較小的影響，0.50＜ES≤0.80 為中度影響，ES＞0.80為較大的影響。

2 結果與分析

2.1 深蹲1RM的測試結果

干預后，2組實驗后1RM成績與實驗前相比均具有顯著性差異（P＜0.01），實驗前后2組間均無顯著性差異（P＞0.05）。2組改善1RM的效應量相近，都表現為干預對結果變化為中度影響（表3，圖2）。

圖2 速度丟失閾值對下肢力量的影響Figure 2. Effect of Velocity Loss Threshold on Lower Limb Strength

表3 各測試指標實驗前后變化情況Table 3 Changes of Test Indexes before and after Experiment

2.2 跳躍能力的測試結果

干預后2組的跳躍能力與干預前相比均具有顯著性差異（P＜0.01），干預前后2組間均無顯著性差異（P＞0.05）。干預后2組對跳躍能力測試指標的效應量相近，對SJ的效應量均為中等，對其余測試指標的效應量均為高（表3，圖3）。

圖3 速度丟失閾值對跳躍能力的影響Figure 3. Effects of Velocity Loss Threshold on Jumping Ability

2.3 短距離沖刺跑能力的測試結果

干預后2組的T30成績與干預前無顯著性差異（P＞0.05），干預前后2組間均無顯著性差異（P＞0.05），干預后2組對短距離沖刺跑能力的影響均表現為低的效應量（表3，圖4）。

圖4 速度丟失閾值對T30的影響Figure 4. Effect of Velocity Loss Threshold on T30

2.4 疲勞程度的測試結果

在RPE量表得分方面，VLG10的受試者平均得分低于VLG20，并且2組的差異具有非常顯著性（P＜0.01）。在訓練量方面，VLG10的平均次數明顯低于VLG20組，2組的差異具有非常顯著性（P＜0.01；表3，圖5）。

圖5 速度丟失閾值對疲勞程度的影響Figure 5. Effect of Velocity Loss Threshold on Fatigue Degree

3 討論

同樣進行為期8周、每周3次的中等強度負荷自由重量深蹲練習的情況下，VLG10比VLG20的重復次數更少、單次訓練后疲勞水平更低、總的訓練量更低，但是VLG10的力量、跳躍能力、短距離沖刺跑等測試中表現出與VL20相似的增長效果，說明低VL和中等強度負荷的VBT訓練可以有效提高下肢爆發力和相關運動表現。

3.1 對下肢最大力量的影響

最大力量與爆發力有很強的關聯性，深蹲1RM能夠綜合體現受試者的力量素質水平（González-Badillo et al.，2011）。從組內看，干預后VLG10和VLG20的1RM成績均顯著提升；從組間看，2組干預后沒有呈現出顯著性差異，都表現為中等的效應（0.68、0.60）。該結果與使用不同VL（5% vs 20%）中等強度負荷的另一研究相似（Galiano et al.，2022），說明為期8周的中等強度負荷自由重量深蹲練習在使用VL10和VL20的條件下均能顯著提高大學生運動員的最大力量。Pérez-Castilla 等（2018）的研究顯示，為期4周的中等強度史密斯器械深蹲練習不能提高有抗組訓練經驗的大學生的最大力量。以上研究結果說明，使用中等強度負荷的深蹲練習時需要至少8周才能夠產生較為明顯的訓練效果。

在本研究中，使用VL10發展1RM的效應量（0.68）略高于VL20（0.60），但VLG20中1RM的增長幅度僅略高VLG10，說明低VL（≤10%）發展下肢1RM的效果近似或優于中到高VL（≥20%），這與部分研究結果一致（Alcazar et al.，2021；Galiano et al.，2022；Pareja-Blanco et al.，2020；Rodríguez-Rosell et al.，2021）。然而也有研究發現，成年女性使用VL40提高1RM成績的增長率明顯好于VL20（Rissanen et al.，2022）。已有研究中的有抗阻訓練經驗的受試者下肢相對力量約為1.2以上，本研究中招募的大學運動員為1.5（1.58～2.00）以上，而上述研究中的女性受試者約為1.0。因此，受試者訓練水平的差異可能是導致研究結果存在不一致的主要原因之一。以上研究的結果說明，對于有訓練經驗的人，低VL（≤10%）發展下肢1RM的效果近似或優于中到高VL（≥20%）。

在本研究中，中等負荷（≈50% 1RM）的深蹲練習能顯著提高受試者的1RM，VLG10和VLG20分別提高了6.8%和7.1%。有研究認為，有效發展1RM所需的強度為70%～85% 1RM，并且每組重復力竭到訓練（Androulakis-Korakakis et al.，2020）。有研究顯示，使用不同VL進行為期8周的高負荷（70%～85% 1RM）深蹲練習能顯著提高有抗阻訓練經驗大學生的1RM深蹲，VL0、VL10、VL20、VL40所在組分別提高了13.7%、18.1%、14.9%和12.3%（Pareja-Blanco et al.，2020）。以上研究結果說明，使用較高負荷比使用中等負荷更能有效提高1RM。

在本研究中，VLG10的負荷量為每組重復12～13次，VLG20的負荷量為每組重復19～20次，VLG10的負荷量約為VL20G的2/3，兩者皆與傳統訓練方式推薦的負荷量存在較大差異。已有研究發現，對不同訓練水平的人群，使用VBT和PBT發展1RM的效果存在不一致，PBT對訓練水平高的人群（優秀運動員、職業運動員）的效果優于VBT，而VBT對于有一定訓練水平的人群（有抗阻訓練經驗的人、青少年運動員）的效果優于或等于PBT（Dorrell et al.，2020；Kilgallon et al.，2021；Orange et al.，2019）。傳統訓練方式下，教科書推薦發展1RM的訓練量為每組重復1～6次或6～12次。前者主要從神經肌肉的層面提高運動單位的動員、肌肉內和肌肉間協調，后者主要從肌肉結構層面改善圍度和纖維比例，進而提高1RM。以上研究結果說明，重復次數，即達到一定的疲勞程度，從而改善肌肉結構，是使用VBT發展1RM時需要考慮的重要因素。

3.2 對跳躍能力影響

跳躍能力是下肢爆發力在運動表現中展現的重要方式之一。從組內看，干預后VLG10和VLG20的受試者的SJ、CMJ和SCMJ成績都有顯著提升；從組間看，2組在干預后沒有呈現出顯著性差異，都表現為大的效應（0.96、0.83）。本研究中所使用的深蹲練習的動作形式屬于離心-向心收縮工作，因此更好地提高與其動作結構相似的測試指標（CMJ和SCMJ）。CMJ是反映跳躍能力的最常用指標，與相對高VL（30%、40%、50%）相比，使用相對低VL（10%、15%、20%）的中到大強度負荷（50%～85% 1RM）的史密斯深蹲練習均能顯著提高CMJ（Galiano et al.，2022；

Pareja-Blanco et al.，2017b，2017c，2020；Rodríguez-Rosell et al.，2020，2021）。本研究與已有研究的結果一致，說明中等強度負荷（50%～70% 1RM）和較高強度負荷（70%～85% 1RM）都適用于發展跳躍能力，較低VL比中高VL的效果更好。

在本研究中，中等強度負荷（≈50% 1RM）的深蹲練習能顯著提高受試者的1RM，VLG10和VLG20分別提高了11.8%和11.0%。有學者使用了與本研究相同的VL（10% vs 20%）的較大強度負荷（70%～85% 1RM）的史密斯深蹲練習，得出了相似的研究結果（Pareja-Blanco et al.，2020），但是CMJ提高的幅度（VL10：8.0%、VL20：5.4%）不及本研究，說明中等強度負荷提升跳躍能力的效果比使用大強度負荷更好。綜上所述，使用中到低VL（≤20%）和中等強度負荷的深蹲練習能夠顯著提升跳躍能力，建議使用VL10的中等強度自由重量深蹲練習發展下肢爆發力。

3.3 對短距離沖刺跑能力的影響

短距離沖刺跑是評價VBT訓練效果的常用測試，包括10、15、20和30 m，T30作為評價運動員下肢爆發力的指標已被廣泛探討（Orange et al.，2019；Pareja-Blanco et al.，2017b；Randell et al.，2011）。有研究顯示（Banyard et al.，2020；Grazioli et al.，2020；Pareja-Blanco et al.，2020；Pérez-Castilla et al.，2018；Rodríguez-Rosell et al.，2021），中 到 低VL（10%～20%）和中到較高強度負荷（50%～85% 1RM）能有效提高短距離沖刺跑成績，但干預前后沒有顯著差異；VL10提高短距離沖刺跑成績的效果優于VL20，但兩者之間沒有顯著差異；高VL（≥40%）會對短距離沖刺能力產生負面影響。Galiano 等（2022）研究發現，使用LV5和VL20能夠有效提高短距離沖刺跑成績，且干預前后具有顯著性差異。本研究結果與以上多數研究的結論一致。針對短跑的研究認為，短跑成績的提高依靠“用力模式”的優化，即需要訓練專項動作模式（鄭雪峰 等，2022）。一項研究檢驗了不同VL（10% vs 20%）的雪橇訓練對職業足球運動員的效果，結果顯示應用低的VL能夠顯著提升受試者的短距離沖刺跑成績（Grazioli et al.，2020）。垂直方向的抗阻練習形式無法顯著提高運動員的短距離沖刺能力，需要水平方向的練習形式和短跑專項動作模式訓練將蹲起、蹲跳等垂直方向練習形式獲得的爆發力轉化為短距離沖刺跑能力（Orange et al.，2019；Randell et al.，2011）。未來研究需要進一步探索下肢抗阻練習和短跑練習相結合高效發展短距離沖刺跑能力的VBT方案。

3.4 對疲勞程度的影響

監控疲勞和量化訓練負荷是科學化訓練的重要組成部分（黎涌明 等，2020）。已有研究顯示，動作速度的下降與個體神經肌肉疲勞的高度相關（Mu?oz-López et al.，2021；Weakley et al.，2019）。與傳統抗阻訓練方式相比，VBT可以通過VL控制每組的疲勞程度，避免過度疲勞或刺激不足給練習者帶來的負面影響，并實現個體間刺激水平的一致性（梁美富 等，2023；González-Badillo et al.，2022）。因此，疲勞程度是衡量不同VL訓練效果的重要指標。干預后，VLG10每組平均重復次數比VLG20少（7.18±3.99）次（P＜0.01）；VLG10的總次數比VLG20少9 120次（P＜0.01），VLG10的RPE量表得分顯著低于VLG20（P＜0.01），說明VLG10的疲勞程度低于VLG20。雖然VLG10的總次數僅為VLG20的59.6%，但干預后VLG10以更低的疲勞程度獲得了與VLG20相似甚至更好的訓練效果。這與已有的研究結果一致（Grazioli et al.，2020；Mu?oz-López et al.，2021）。因此，以發展爆發力和快速力量為訓練目標時，與中等VL（20%）相比，采用低VL（≤10%）控制訓練次數可以使訓練者在練習中保持相對更高的平均動作速度，并且有更充分的時間和精力去恢復和提高，從而有效提升訓練的效率。

4 結論與建議

使用不同速度丟失閾值（10% vs 20%）進行為期8周、每周3次的中等負荷自由重量深蹲練習均能顯著提高大學生運動員的深蹲最大力量和跳躍能力，但無法顯著提高短距離沖刺跑能力，VLG10的干預效果與VLG20無顯著性差異且疲勞程度明顯更低。建議體能教練員和科研人員使用速度丟失閾值為10%的中等強度負荷自由重量深蹲練習進行為期至少8周的訓練，發展運動員下肢最大力量和跳躍能力，并且進一步探索結合短跑練習高效發展短距離沖刺跑能力的VBT方案。