張帥,趙亮*,萬發(fā)同,陸宇明,吳志強,程思遠
力量訓(xùn)練,特別是發(fā)展爆發(fā)力的訓(xùn)練一直是教練員和科研人員的關(guān)注熱點??棺栌?xùn)練是提升力量素質(zhì)的主要手段,其訓(xùn)練效果主要受練習(xí)的類型和順序、負(fù)荷強度、負(fù)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(fù)荷強度是重要的變量之一(Jovanovi? et al.,2014)。實踐中通常使用訓(xùn)練者重復(fù)1次練習(xí)可承受最大負(fù)荷(1RM)的百分比來規(guī)定負(fù)荷強度,因此這種方式被稱為傳統(tǒng)抗阻訓(xùn)練或基于1RM百分比的訓(xùn)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(xiàn)的長期發(fā)展產(chǎn)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(xué)者們提出了使用基于速度的訓(xùn)練(velocity-based training,VBT)方法(González-Badillo et al.,2010,2016;Jovanovi? et al.,2014)。
VBT根據(jù)不同訓(xùn)練目標(biāo)確定訓(xùn)練的初始速度和速度丟失閾值(velocity loss threshold,VL),并通過監(jiān)測訓(xùn)練過程中動作速度調(diào)節(jié)訓(xùn)練負(fù)荷強度,從而避免運動員出現(xiàn)無效訓(xùn)練和過度疲勞。與PBT相比,VBT能夠有效提高下肢爆發(fā)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(fā)現(xiàn),中到低VL的固定器械深蹲練習(xí)能夠有效提高下肢爆發(fā)力(Pareja-Blanco et al.,2017b,2020;Rodríguez-Rosell et al.,2020,2021)。自由重量的深蹲是發(fā)展運動員下肢爆發(fā)力主要的練習(xí)。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(yù)效果(Weakley et al.,2020),鮮見檢驗長期干預(yù)效果的實證研究。與此同時,有研究認(rèn)為,中等負(fù)荷(V1LOAD)與大負(fù)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(fā)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(dāng)前國際體能訓(xùn)練領(lǐng)域的研究熱點,也是數(shù)字化體能訓(xùn)練理念指導(dǎo)下的體能訓(xùn)練的發(fā)展新趨勢(李衛(wèi)等,2021;閆琪 等,2018;袁守龍,2018)。但是,目前國內(nèi)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(fù)荷(V1LOAD)自由重量深蹲練習(xí)對大學(xué)運動員下肢爆發(fā)力的影響,從而豐富VBT相關(guān)的實證研究。
以不同VL(10% vs 20%)的中等強度自由重量深蹲練習(xí)對大學(xué)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(xué)生運動員作為受試者開展本研究。
1.2.1 實驗對象
在山東體育學(xué)院日照校區(qū)招募24名具有國家二級以上運動員技術(shù)等級的男性大學(xué)生運動員,均具有2年以上的力量訓(xùn)練經(jīng)驗,無下肢運動損傷,能夠熟練使用杠鈴?fù)瓿勺杂芍亓康呢?fù)重深蹲練習(xí),深蹲最大力量(深蹲1RM)達到體質(zhì)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(yù)過程開始前有1名受試者因傷病無法參加后續(xù)干預(yù)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(fù)荷自由重量深蹲訓(xùn)練干預(yù)。每次訓(xùn)練結(jié)束后統(tǒng)計當(dāng)天的訓(xùn)練量(重復(fù)完成練習(xí)動作的數(shù)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(biāo)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(jié)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(fù)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(yīng)的負(fù)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(tǒng)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(chǔ)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?fàn)顟B(tài)開始做起跳動作。雙腳起跳后,經(jīng)騰空單腳著地,完成第1跳;然后又經(jīng)騰空用另一側(cè)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(yè)裁判員計時,保證測試一致。
3)重量遞增的負(fù)荷-速度測試。LVP(load-velocity profile)是反映動作速度與阻力(重量)關(guān)系的變化圖譜(廖開放 等,2021)。使用速度與爆發(fā)力反饋系統(tǒng)(Tendo Unit,斯洛伐克)進行重量遞增的負(fù)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(fù)的平均向心速度(mean velocity,MV)。在較輕強度負(fù)荷(平均速度>1.15 m/s)時每組進行3次測試,在中等強度負(fù)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(shè)備和每個受試者的下蹲深度(大腿后側(cè)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(fù)荷完成3次蹲起,逐漸增加負(fù)荷(5~10 kg),當(dāng)MV為1 m/s時,記錄所對應(yīng)的負(fù)荷即為訓(xùn)練負(fù)荷(V1LOAD)。當(dāng)MV低于0.7 m/s后逐步增加小負(fù)荷(2.5 kg)直到受試者能成功舉起最重負(fù)荷時以確定測試者個人1RM。
圖1 測試過程與相關(guān)設(shè)備Figure 1. Test Process and Related Equipment
4)疲勞程度。本研究通過統(tǒng)計訓(xùn)練課中動作重復(fù)的次數(shù)和訓(xùn)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(tǒng)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(shù)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(xùn)練結(jié)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(xùn)練方案
訓(xùn)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(cè)與小腿觸碰后立即快速向上運動,中間避免間歇。負(fù)荷強度均為V1LOAD,當(dāng)最快MV低于或超過正常的范圍(0.96~1.04 m/s)時調(diào)整負(fù)荷強度,使MV達到規(guī)定速度范圍。受試者每次重復(fù)的MV通過Tendo Unit反饋至Tend Power Analyzer軟件。在訓(xùn)練中,將每次重復(fù)的MV通過Tendo Unit呈現(xiàn)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(fù)(表2)。
1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計
VLG10與VLG20以實驗前的測試數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。將實驗后的測試結(jié)果與實驗前的測試結(jié)果進行配對樣本t檢驗,對組間測試結(jié)果采用獨立樣本t檢驗,所有樣本t檢驗和正態(tài)分布檢驗都通過SPSS 25.0完成。利用Excel軟件計算效應(yīng)量(effect size,ES),根據(jù)國外已有的近似實驗設(shè)計(Grazioli et al.,2020)和常用標(biāo)準(zhǔn)(Cohen,1988;Hopkins et al.,2009),使用Cohen’sd表示效應(yīng)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。
干預(yù)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(yīng)量相近,都表現(xiàn)為干預(yù)對結(jié)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(biāo)實驗前后變化情況Table 3 Changes of Test Indexes before and after Experiment
干預(yù)后2組的跳躍能力與干預(yù)前相比均具有顯著性差異(P<0.01),干預(yù)前后2組間均無顯著性差異(P>0.05)。干預(yù)后2組對跳躍能力測試指標(biāo)的效應(yīng)量相近,對SJ的效應(yīng)量均為中等,對其余測試指標(biāo)的效應(yīng)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
干預(yù)后2組的T30成績與干預(yù)前無顯著性差異(P>0.05),干預(yù)前后2組間均無顯著性差異(P>0.05),干預(yù)后2組對短距離沖刺跑能力的影響均表現(xiàn)為低的效應(yīng)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
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(xùn)練量方面,VLG10的平均次數(shù)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
同樣進行為期8周、每周3次的中等強度負(fù)荷自由重量深蹲練習(xí)的情況下,VLG10比VLG20的重復(fù)次數(shù)更少、單次訓(xùn)練后疲勞水平更低、總的訓(xùn)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(xiàn)出與VL20相似的增長效果,說明低VL和中等強度負(fù)荷的VBT訓(xùn)練可以有效提高下肢爆發(fā)力和相關(guān)運動表現(xiàn)。
最大力量與爆發(fā)力有很強的關(guān)聯(lián)性,深蹲1RM能夠綜合體現(xiàn)受試者的力量素質(zhì)水平(González-Badillo et al.,2011)。從組內(nèi)看,干預(yù)后VLG10和VLG20的1RM成績均顯著提升;從組間看,2組干預(yù)后沒有呈現(xiàn)出顯著性差異,都表現(xiàn)為中等的效應(yīng)(0.68、0.60)。該結(jié)果與使用不同VL(5% vs 20%)中等強度負(fù)荷的另一研究相似(Galiano et al.,2022),說明為期8周的中等強度負(fù)荷自由重量深蹲練習(xí)在使用VL10和VL20的條件下均能顯著提高大學(xué)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(xí)不能提高有抗組訓(xùn)練經(jīng)驗的大學(xué)生的最大力量。以上研究結(jié)果說明,使用中等強度負(fù)荷的深蹲練習(xí)時需要至少8周才能夠產(chǎn)生較為明顯的訓(xùn)練效果。
在本研究中,使用VL10發(fā)展1RM的效應(yīng)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(fā)展下肢1RM的效果近似或優(yōu)于中到高VL(≥20%),這與部分研究結(jié)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(fā)現(xiàn),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(xùn)練經(jīng)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(xué)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(xùn)練水平的差異可能是導(dǎo)致研究結(jié)果存在不一致的主要原因之一。以上研究的結(jié)果說明,對于有訓(xùn)練經(jīng)驗的人,低VL(≤10%)發(fā)展下肢1RM的效果近似或優(yōu)于中到高VL(≥20%)。
在本研究中,中等負(fù)荷(≈50% 1RM)的深蹲練習(xí)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(rèn)為,有效發(fā)展1RM所需的強度為70%~85% 1RM,并且每組重復(fù)力竭到訓(xùn)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(fù)荷(70%~85% 1RM)深蹲練習(xí)能顯著提高有抗阻訓(xùn)練經(jīng)驗大學(xué)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(jié)果說明,使用較高負(fù)荷比使用中等負(fù)荷更能有效提高1RM。
在本研究中,VLG10的負(fù)荷量為每組重復(fù)12~13次,VLG20的負(fù)荷量為每組重復(fù)19~20次,VLG10的負(fù)荷量約為VL20G的2/3,兩者皆與傳統(tǒng)訓(xùn)練方式推薦的負(fù)荷量存在較大差異。已有研究發(fā)現(xiàn),對不同訓(xùn)練水平的人群,使用VBT和PBT發(fā)展1RM的效果存在不一致,PBT對訓(xùn)練水平高的人群(優(yōu)秀運動員、職業(yè)運動員)的效果優(yōu)于VBT,而VBT對于有一定訓(xùn)練水平的人群(有抗阻訓(xùn)練經(jīng)驗的人、青少年運動員)的效果優(yōu)于或等于PBT(Dorrell et al.,2020;Kilgallon et al.,2021;Orange et al.,2019)。傳統(tǒng)訓(xùn)練方式下,教科書推薦發(fā)展1RM的訓(xùn)練量為每組重復(fù)1~6次或6~12次。前者主要從神經(jīng)肌肉的層面提高運動單位的動員、肌肉內(nèi)和肌肉間協(xié)調(diào),后者主要從肌肉結(jié)構(gòu)層面改善圍度和纖維比例,進而提高1RM。以上研究結(jié)果說明,重復(fù)次數(shù),即達到一定的疲勞程度,從而改善肌肉結(jié)構(gòu),是使用VBT發(fā)展1RM時需要考慮的重要因素。
跳躍能力是下肢爆發(fā)力在運動表現(xiàn)中展現(xiàn)的重要方式之一。從組內(nèi)看,干預(yù)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(yù)后沒有呈現(xiàn)出顯著性差異,都表現(xiàn)為大的效應(yīng)(0.96、0.83)。本研究中所使用的深蹲練習(xí)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(jié)構(gòu)相似的測試指標(biāo)(CMJ和SCMJ)。CMJ是反映跳躍能力的最常用指標(biāo),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(fù)荷(50%~85% 1RM)的史密斯深蹲練習(xí)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(jié)果一致,說明中等強度負(fù)荷(50%~70% 1RM)和較高強度負(fù)荷(70%~85% 1RM)都適用于發(fā)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(fù)荷(≈50% 1RM)的深蹲練習(xí)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(xué)者使用了與本研究相同的VL(10% vs 20%)的較大強度負(fù)荷(70%~85% 1RM)的史密斯深蹲練習(xí),得出了相似的研究結(jié)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(fù)荷提升跳躍能力的效果比使用大強度負(fù)荷更好。綜上所述,使用中到低VL(≤20%)和中等強度負(fù)荷的深蹲練習(xí)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(xí)發(fā)展下肢爆發(fā)力。
短距離沖刺跑是評價VBT訓(xùn)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(fā)力的指標(biāo)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(fù)荷(50%~85% 1RM)能有效提高短距離沖刺跑成績,但干預(yù)前后沒有顯著差異;VL10提高短距離沖刺跑成績的效果優(yōu)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(chǎn)生負(fù)面影響。Galiano 等(2022)研究發(fā)現(xiàn),使用LV5和VL20能夠有效提高短距離沖刺跑成績,且干預(yù)前后具有顯著性差異。本研究結(jié)果與以上多數(shù)研究的結(jié)論一致。針對短跑的研究認(rèn)為,短跑成績的提高依靠“用力模式”的優(yōu)化,即需要訓(xùn)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(xùn)練對職業(yè)足球運動員的效果,結(jié)果顯示應(yīng)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(xí)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(xí)形式和短跑專項動作模式訓(xùn)練將蹲起、蹲跳等垂直方向練習(xí)形式獲得的爆發(fā)力轉(zhuǎn)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(xí)和短跑練習(xí)相結(jié)合高效發(fā)展短距離沖刺跑能力的VBT方案。
監(jiān)控疲勞和量化訓(xùn)練負(fù)荷是科學(xué)化訓(xùn)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(jīng)肌肉疲勞的高度相關(guān)(Mu?oz-López et al.,2021;Weakley et al.,2019)。與傳統(tǒng)抗阻訓(xùn)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(xí)者帶來的負(fù)面影響,并實現(xiàn)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(xùn)練效果的重要指標(biāo)。干預(yù)后,VLG10每組平均重復(fù)次數(shù)比VLG20少(7.18±3.99)次(P<0.01);VLG10的總次數(shù)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(shù)僅為VLG20的59.6%,但干預(yù)后VLG10以更低的疲勞程度獲得了與VLG20相似甚至更好的訓(xùn)練效果。這與已有的研究結(jié)果一致(Grazioli et al.,2020;Mu?oz-López et al.,2021)。因此,以發(fā)展爆發(fā)力和快速力量為訓(xùn)練目標(biāo)時,與中等VL(20%)相比,采用低VL(≤10%)控制訓(xùn)練次數(shù)可以使訓(xùn)練者在練習(xí)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(fù)和提高,從而有效提升訓(xùn)練的效率。
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(fù)荷自由重量深蹲練習(xí)均能顯著提高大學(xué)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(yù)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(fù)荷自由重量深蹲練習(xí)進行為期至少8周的訓(xùn)練,發(fā)展運動員下肢最大力量和跳躍能力,并且進一步探索結(jié)合短跑練習(xí)高效發(fā)展短距離沖刺跑能力的VBT方案。