沙滩排球运动员弹跳素质负荷特征的实验研究

赵惠洁

(云南师范大学体育学院，云南昆明 650500)

沙滩排球运动员弹跳素质负荷特征的实验研究

赵惠洁

(云南师范大学体育学院，云南昆明 650500)

运用多学科知识，对沙滩排球运动员弹跳素质负荷特征的有关问题进行了实验研究。结果表明:运动员在沙地纵跳时的运动负荷强度大于室内木质地纵跳;沙地上完成纵跳时肌肉更容易疲劳，且下肢肌肉功能状态的变化有特异性;运动员连续纵跳相对高度的变化特征进一步揭示了沙地对运动员起跳过程中神经肌肉兴奋性水平的影响程度。建议根据沙排的项目特点，采取全面而有针对性的训练，以利于运动员弹跳素质的提高。

沙滩排球;弹跳素质;负荷特征;个性化训练

沙滩排球(以下简称沙排)与室内排球(以下简称室排)虽同属隔网对抗的技能主导类项目，且在训练理论、方法上也有所借鉴，但由于比赛场质地的区别，运动员在训练及比赛时的运动负荷特征有着明显的差异。SEMG信号是从肌肉表面引导和记录到肌肉活动时神经系统生物电变化的一维时间序列信号，由于其检测具有非损伤性和良好的局部性，且SEMG信号的某些特征与肌肉的功能水平和功能状态之间存在一定程度的关联性［3］，因此，运用SEMG的肌肉功能相关性进行肌肉功能评价在运动训练中具有创新的现实意义。本研究选择沙排运动员专项弹跳素质作为切入点，应用SEMG信号分析研究运动员在不同介质上有关肌肉连续运动疲劳过程中负荷指标的变化规律、差异性及其原因。通过分析SEMG信号变化特征与肌肉活动水平和肌肉功能状态之间的关联性，探讨肌肉活动和疲劳导致SEMG信号变化的可能原因。在研究基础上提出沙排运动员弹跳素质训练的应用建议，旨在为沙滩排球的项目特征研究提供相关的理论依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

5名运动员(基本情况见表1)统一标准助跑摸高的肌电信号特征。

表1 实验对象基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 动态运动静态取样同步记录连续助跑摸高过程中高度的变化:

仪器:Mega肌电信号放大器(Finland)，Ag－AgCL电极，计算机，录音节拍器，摸高刻度板，RPE表(Borg，1982)等;

目标测试肌:股直肌、小腿三头肌内侧、臀大肌;

分析指标:传统SEMG信号线性频域分析中，主要涉及其特征参数的平均功率频率值(MPF)和中位频率值(MF);以及相对高度;

实验场地:4m×2m×0.4m的沙地和标准木地板球场。

测试方式:实验对象在三米范围内完成30次统一的标准助跑摸高动作，节奏15次∕分，恢复时间均为1小时，实验顺序采用对抗平衡法。

1.2.2 数理统计法:

采用方差分析和线性回归分析，显著定为P＜0.05，非常显著定为P＜0.01，统计分析由SPSS软件进行。

2 结果与分析

2.1 肌电指标的分析

SEMG信号是从肌肉表面引导和记录到肌肉活动时神经系统生物电变化的一维时间序列信号，由于其检测具有非损伤性和良好的局部性以SEMG信号的某些特征与肌肉的功能水平和功能状态之间存在一定程度的关联性［3］。

2.1.1 纵跳负荷过程中MPF动态变化

对运动员在沙地纵跳和木质地纵跳负荷值的取样过程中，发现其MPF都呈线性下降，沙地纵跳负荷的MPF从开始的60.724±3.53 HZ下降到结束时的43.826±7.39 HZ，t检验结果t=7.377，P=0.000(P＜0.01)。木质地纵跳负荷显示，MPF从开始到结束也都出现显著下降(见表2)。线性回归分析发现，平均下降斜率分别为:－0.567±1.811 HZ/点;－0.411 ±3.579 HZ/点;－0.327±3.238 HZ/点;－0.486± 2.984 HZ/点。

表2 同介质SEMG功率谱MPF实测值及其变化显著性检验

2.1.2 纵跳负荷过程中MF动态变化

通过线性回归分析发现，MF也都呈线性下降，平均下降斜率分别为:－0.5456±1.553 HZ/点;－0.425 ±3.23 HZ/点;－0.384±2.72 HZ/点;－0.322± 1.867 HZ/点。其中沙地纵跳负荷下降最多，从开始的60.724±3.53 HZ下降到结束时的43.826±7.39 HZ，t检验结果t=7.046，P＜0.01。(见表3)

表3 同介质SEMG功率谱MF实测值及其变化显著性检验

2.1.3 不同介质上纵跳时MPF、MF值的比较分析

从上述统计可以看出，无论何种负荷方式，MPF、MF都表现出线性下降的规律。通过进一步分析不同介质上两组指标的差异性，发现沙地纵跳负荷的均数指标都小于木质地。统计检验结果证实:在两种不同介质上助跑摸高时，前述两项的均数指标之间存在显著性差异(P＜0.01)。

2.2 纵跳过程中小腿三头肌内侧、股直肌和臀大肌SEMG信号的时动分析

运动员的蹬地踏跳时下肢肌肉用力顺序有先后。在一个运动周期中，开始肌肉轻微收缩，只有少数运动单位放电，振幅小，随着收缩强度的增加，运动单位放电频率变快，且参加放电的运动单位数逐渐增多，振幅加大，显示出下肢肌肉的收缩顺序不同。实验结果证实，运动员纵跳时，最先出现振幅信号的是小腿肌(t= 34.982 s)，但此时肌肉并没有最大用力收缩;其次股直肌开始收缩(t=35.017 s)，在整个缓冲、蹬伸过程中都在最大用力，是真正的最先用力肌;再次臀大肌开始发力t=35.064 s，但振幅小，与股直肌发力时间相差47 ms。由此可以看出，运动员在纵跳时下肢主要肌肉的发力顺序是股直肌－小腿三头肌内侧－臀大肌。

表4 不同介质摸高被测肌肉MF、MPF差异的显著性检验

2.3 不同介质上纵跳相对高度的变化

从实验结果分析运动员在不同介质上助跑摸高高度动态变化，发现沙地和木质地上助跑摸高高度变化趋势较为相似。运动员摸高达到最高的高度后开始下降，下降速度相对平稳，仅有少次数回升波动。全程斜率T检验结果表明，室内木质地和沙地上助跑摸高的高度下降趋势不存在显著性差异(P＞0.05)，见表5。但是前十次高度下降却存在差异性(P＜0.05)，这一结果说明:运动员的下肢肌肉力量是决定其弹跳高度的基础，在不同介质上纵跳所引起的负荷强度变化会造成肌肉疲劳程度不一样，从而影响绝对力量大小，这种影响在肌肉疲劳初期显著。

表5 不同介质上摸高高度下降斜率的t检验

3 讨论

3.1 不同介质上纵跳诱发肌肉疲劳状态的SEMG信号变化分析

本研究揭示，运动员在不同介质上完成助跑摸高过程中，下肢主要用力肌用力顺序相同，其振幅变化有较大差异;MPF和MF时间序列曲线的下降呈现完全一致性的变化。另外，在不同介质上完成助跑摸高时频域指标MPF和MF的绝对值具有明显差别。证实在不同介质上进行纵跳时，运动员的下肢肌肉功能状态的变化有特异性，在沙地上完成纵跳时肌肉更容易疲劳。

一般认为，肌肉疲劳过程中，SEMG频谱左移以及相应的频域指标的变化则主要与代谢性酸化诱发肌纤维动作电位传导速度下降有关［4］。由于酸化是肌肉负荷疲劳过程中所发生的一种必然现象，且酸化的程度与肌肉的功能状态密切相关［5］。因此，运用SEMG信号时、频分析法，评价不同介质运动中肌肉的功能状态，从而指导训练实践具有一定的信度。

3.2 连续纵跳高度变化反映了专项负荷特点

运动员在训练和比赛过程中，随运动时间的延续，必然会产生能源物质的消耗，代谢产物的积累，神经肌肉兴奋性水平的改变等，表现在连续助跑摸高中即是摸高高度的规律性变化。有人对运动员原地连续纵跳有过研究［6］，结果表明高度随次数增加而下降，论证了高度指标是评价运动性疲劳的有效指标。同时，本实验的结果进一步揭示，不同的地面介质对高度绝对值的影响很大，尤其是在沙地这种特殊的地面介质上，它直接影响运动员的所有移动和起跳动作。据统计，运动员在沙地上的平均弹跳高度要比木质地上的低10 cm左右。联系沙排的扣球训练时，应考虑到沙子的滞流性特性，特别注意起跳时间，避免早跳，才能充分发挥弹跳高度以提高扣球的质量。运动员长期从事沙排训练能使其下肢肌肉的最大力量和爆发力得到发展，弹跳也能得到明显的提高。

3.3 强化全面力量训练并突出个性化训练

沙排运动员的弹跳训练，为防止下肢肌肉发展不平衡，大腿肌群特别是股四头肌的训练应放在训练首位;其次是小腿肌的训练，对抗肌的训练也应按顺序进行。力量训练时还应有针对性，重点要提高运动员的最大力量和爆发力，不必花费更多的时间进行反应力量训练。运动员需要强有力的、均衡发展的肌肉群以便能迅速在松软不稳定的沙地上起动、助跑和起跳，全面力量训练对沙排运动员是非常重要的。

通过分析SEMG信号图和摸高记录值，我们还发现两名训练水平相当的运动员在纵跳时大腿股直肌和小腿三头肌的用力强度有区别。股直肌发力大的队员由于较利于克服沙子流动带来的不稳定性，显示沙地纵跳高度比另一队员要高;小腿发力大的队员则在木质地上显示了弹跳的高度优势。因此，根据运动员在沙地和木质地上纵跳时下肢主要用力肌群的不同，对运动员应采用有针对性的力量训练，注重全面和个性化训练相结合，才能达到提高弹跳能力的目的。

3.4 训练手段多样化

3.4.1 模拟训练

从本实验结果得知，沙地纵跳与木质地纵跳的负荷强度变化规律上是相近的，因而采用模拟室排训练的手段有利于促进沙排运动员的弹跳素质。例如，在沙地纵跳训练中可以借鉴室排的训练方法，分别对起跳的4个时项做模拟练习，最大限度地提高运动员的助跑、摆臂、缓冲、蹬伸动作能力，再结合沙地完整起跳动作的训练，能更有效地提高沙排运动员的弹跳能力。但应注意，模拟训练中的强度变化特点、以及运动员机体的神经－肌肉联系程度等方面与实际的沙排专项训练还有距离，长时间的模拟训练并不利于运动员专项素质提高。因此，模拟训练多安排在沙排运动员初级训练阶段中采用。

3.4.2 交叉训练(Cross－training)

交叉训练(CT)指一堂训练课中多利用强度不同的形式，使运动员机体适应不固定的供能方式的训练，包括专项练习和非专项练习。为了降低多变环境下受伤的机率，也为了使运动员获得良好的综合素质，沙排训练中应经常采用CT训练。它对“减轻运动员对训练的厌倦;防止损伤;保持损伤后恢复阶段的训练;维持适当的身体素质［7］”都有潜在的好处。安排CT训练必须依运动员的实际情况来进行，训练强度也要与现代沙排比赛的高强度相适应，以提高运动员机体的适应能力。

4 结论

4.1 SEMG表面肌电信号可用于“不同介质上运动诱发肌肉疲劳”的实验。实验结果证实，沙排运动员在助跑摸高过程中MPF、MF呈明显线性下降;沙地纵跳MPF、MF指标的均数绝对值都小于室内木质地纵跳，表明运动员在沙地纵跳时的运动负荷强度大于室内木质地纵跳。

4.2 沙排运动员的力量训练要全面和个性化相结合。大腿肌群特别是股四头肌的训练应放在训练首位，其次是小腿肌的训练;对抗肌的训练也应按纵跳时下肢肌肉的用力顺序进行;对发力方式不同的运动员要进行有针对性的训练。

4.3 模拟练习和交叉练习有助于沙排运动员弹跳专项素质和机体适应能力的提高，但对于高水平的运动员来说，还应强调专项化训练。

4.4 根据沙排的项目特点，多采取有针对性即个性化训练，有利于运动员的全面发展。

［1］田麦久.项群训练理论［M］.北京:人民体育出版社，1998.

［2］过家兴，等.运动训练学［M］.北京:北京体育学院出版社，1986.

［3］王健，金小刚.表面肌电信号分析及其应用研究.［J］.中国体育科技，2000，36(8):26－28.

［4］Bouissou P，Estrade P Y，Gloubel F，et al.Surface EMG power spectrum and intra-muscular PH in human varstus lateralis muscle during dynamic exercise［J］.J Appl PHysiol，1989，67(3):1245－1249.

［5］王健.动态运动诱发腰部脊竖肌疲劳的SEMG信号变化特征［J］.中国体育科技，2001，(4):9－11.

［6］陆阿明，叶永延，郑亦华，等.连续纵跳及其疲劳的生物力学研究［J］.浙江体育科学，1998，20(3):3－6.

［7］Bell G J，Petersen S R，Wenger H A.The effect of velocityspecific strength training on peak torque and anaerobic rowing power.［J］J Sports Sci，1989，(7):205－214.

［8］吕季东，俞继英.对训练学中有关“负荷研究若干问题的思考”［J］.上海体育学院学报，2003，8(3):5－8.

［9］罗小兵，马建.肌电图在运动性肌肉疲劳研究中的应用现状［J］.成都体育学院学报，1999，25(4):66－70.

［10］陈少坚，庄小平.沙地与室排若干技术效果比较研究［J］.西安体育学院学报，1999，4(2):40－42.

［11］全国体育院校教材委员会.运动训练学［M］.北京:人民体育出版社，2000.

［12］中国体育科学学会.体育运动词典［M］.北京:人民体育出版社，2001.

［13］曾凡辉，王路德，邢文华.运动员科学选材［M］.北京:人民体育出版社.

［14］田麦久.体育发展战略研究与学科建设［M］.北京:北京体育学院出版社，2003.

［15］万文君，利用心率变化科学设计、监控和评价体育锻炼［J］.广州体育学院学报，2003，23(3):35－37，.

［16］王健.SEMG信号分析及其应用研究进展［J］.体育科学，2000，(4):56－60.

［17］九运会沙排调研组.我国沙排竞技运动水平调研与分析［J］.天津体育学院学报，2002，(2):63－66.

［18］金宗强，葛春林.国内外排球专项体能理论研究进展［J］.天津体育学院学报，2003，18(3):37－40.

［19］赵建强，凌文杰，张慧.我国沙滩排球科学研究现状分析以及今后仍需研究的课题［J］.四川体育科学，2004，(1):30－35.

［20］Kazumi Masuda，Tadashi Masuda，Tsugutake Sadoyama，et al.Changes in EMG parameters during static and dynamic fatiguing contractions［J］.J Electromyography and Kinesiogy，1999，9:39－46.

An experimental study of the jumping load characteristics of beach volleyball players

ZHAO Hui－jie
(School of P.E.，Yunnan Normal University，Kunming 650500，Yunnan，China)

This research is based on multi－discipline theories.The purpose is to examine the jumping characteristics of beach volleyball players on different grounds.The findings are as follows:the load of vertical jumping carried in sand was higher than that on wooden floor indoors，which indicates that it is easier to feel tired on the sand ground and the lower limb muscle performances are different with their own characteristics.The changes of relative height in repeated vertical jumps further proved how much the sand ground had influenced the nerve and muscle excitement of the players.It is suggested that we should implement comprehensive but targeted training based on the characteristics of beach volleyball to improve the players＇jumping qualities.

beach volleyball;jumping qualities;characteristics jumping load;individualized training

G842

A

1009－9840(2015)03－0067－04

2014－12－17

赵惠洁(1978－)，女，云南大理人，硕士，讲师，研究方向体育教育训练学。