调教训练对伊犁马1 600 m速度赛步态特征的影响

李雪妍，孟军,2,3，马玉辉，姚新奎,2,3，曾亚琦,2,3，王建文,2,3，王川坤,2，闫家宝，坎白努尔，张伟龙

(1.新疆农业大学动物科学学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆农业大学马产业研究院，乌鲁木齐 830052；3.新疆马繁育与运动生理重点实验室，乌鲁木齐 830052；4.昭苏县畜牧兽医发展中心，新疆昭苏 835600)

0 引 言

【研究意义】赛马训练旨在提高马匹在不同情况下的体能表现，包括速度、耐力、生物力学参数[1]、平衡和协调能力[2]等。分析不同训练阶段赛马步态特征有助于准确定位马匹训练状态，为速度型伊犁马初级调教训练提供数据支撑，对伊犁马速度赛性能测定体系的建立具有重要意义。【前人研究进展】马匹的步态特征会受到体型结构[3,4]、赛道表面硬度[5,6]、训练方式[7,8]等因素影响。Heglund[9]认为马匹运动过程中代谢支出与步幅频率成正比，马匹会优先选择能量消耗较低的最适速度，这可能就涉及特定的步幅长度和步频。通过训练马匹能够找到适合自己的步频与速度[10]。Parkes等[11]对2岁及3岁纯血马调教训练发现，经过训练的马匹步幅缩短，步幅频率增加，而Rogers等[12]发现训练后的马匹支撑相减小，平均速度增快，步幅增长。【本研究切入点】在训练对步态参数影响这方面很少能够得到一致结论，可能是不同训练方式、不同训练周期等原因导致。不同训练方案对马匹步态参数的影响有待进一步研究。目前在训练对步态特征的影响方面鲜有报道，分析马匹步态特征，提高马匹运动能力、运动代谢、步态转换。【拟解决的关键问题】分析不同训练阶段马匹步态特征，测定不同训练阶段马匹速度赛步态特征，研究调教训练对伊犁马步态特征的影响，为速度赛伊犁马性能测定提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

选取新疆伊犁哈萨克自治州昭苏马场3岁伊犁马8匹(公马，未经速度赛调教训练)，马匹体尺相近，健康状态良好，统一饲养管理、调教训练。场地、骑师均来自新疆伊犁哈萨克自治州昭苏天马文化园，测试场地为2 000 m沙地跑道，骑师身高、体重基本一致。

1.2 方 法

对所选未经调教训练的伊犁马进行速度赛调教训练3个月，在每个月最后1周组织1次速度赛。采集马匹速度赛的步态特征，在马匹行进方向的左侧架设高速摄像机，架设位置分别为直道处、弯道处、冲刺处。运用高速摄像机记录马匹分别在直道、弯道、冲刺处的一个完整步态，通过终点计时记录马匹成绩，将拍摄视频导入Kinovea视频分析软件，对录制的所有比赛视频逐帧进行数字化处理，获得步态参数指标，分为时间参数指标与空间参数指标[13]，时间参数指标包括四肢支撑相、前肢双支撑相、对角双支撑相、后肢双支撑相、四肢摆动相、腾空期等；空间参数指标包括后肢步幅、双支撑相步幅、最大开张角度、前肢步幅、腾空期步幅、总步幅、瞬时速度、步频。表1

表1 速度赛调教训练方案

1.3 数据处理

通过Excel对步态特征数据进行整理，利用SPSS 26.0软件一般线性模型中多变量方差分析，固定效应有试验处理(Trt)、不同采样点(直道处、弯道处、冲刺处)(Date)及二者的交互作用(Trt×Date)，以试验处理(Trt)为主效应进行分析讨论，分析不同训练阶段步态特征差异性。测试赛成绩使用SPSS 26.0中的单因素方差分析，结果以平均数(Mean)±标准误(SE)表示。

2 结果与分析

2.1 不同训练阶段1 600 m速度赛平均速度差异性

研究表明，不同训练阶段1 600 m速度赛平均速度为：训练初期(11.997±0.332b)，训练中期(12.631±0.246ab，训练后期(12.931±0.215a)m/s。训练后期平均速度显著大于训练初期(P<0.05)。

2.2 不同训练阶段1 600 m速度赛时间参数步态特征

研究表明，后位后蹄支撑相在训练初期显著低于训练中期(P<0.05)，前位前蹄支撑相在训练初、后期显著低于训练中期(P<0.05)；后肢双支撑相在训练初期显著低于训练中、后期(P<0.05)。除前肢双支撑相外，其它支撑相指标处理与采样点之间没有交互效应(P>0.05)。表2

表2 不同训练阶段1 600 m速度赛支撑相

后位后蹄摆动相在训练中期显著低于训练后期(P<0.05)，前位后蹄摆动相在训练中期显著低于训练初、后期(P<0.05)，后位前蹄摆动相在训练中期显著低于训练初期(P<0.05)，前位前蹄摆动相在训练中期显著低于训练初、后期(P<0.05)，腾空期在训练中期显著低于训练前、后期(P<0.05)。表3

表3 不同训练阶段1 600m速度赛摆动相

2.3 不同训练阶段1 600 m速度赛空间参数步态特征

研究表明，在不同训练阶段，瞬时速度在训练初期显著低于训练后期(P<0.05)，前肢步幅在训练初、中期显著小于训练后期(P<0.05)，腾空期步幅在训练中期显著小于训练后期(P<0.05)，总步幅在训练初、中期显著低于训练后期(P<0.05)。除前肢步幅外，其他空间参数指标处理与采样点之间没有交互效应(P>0.05)。表4

表4 不同训练阶段1 600 m测试赛空间参数步态特征

3 讨 论

3.1 调教训练对伊犁马1 600 m速度赛时间参数步态特征的影响

当肢体在地面停留的时间越短，蹬地时产生的推进力就越大，运步更流畅，速度更快[10]。Back等[14]对运动马驹进行70 d训练结果表明，马匹后肢支撑相随着训练周期的递进而减小。双支撑相越小，马匹向前推进的效率越高，步伐越流畅。Witte[15]在对纯血马跑步过程中研究发现，速度越快，前后肢支撑相降低。Kai M[16]研究发现，步时和支撑相随着速度的增加而降低。研究结果表明，在训练后期马匹四肢支撑相及双支撑相的数值相对于训练初期、中期而言较小，后位后蹄支撑相、前位前蹄支撑相、后肢双支撑相存在显著差异，随着训练周期的递进，支撑相降低，马匹蹬地推进力增加，瞬时速度显著提升。

经过调教训练马匹的步态对称性与规律性均有所提升[17]。研究结果表明，训练后期马匹四肢摆动相与训练中期存在显著差异，训练后期摆动相均小于训练初期但差异不显著，可能因为当马匹速度增加时，肢体支撑相减小，步态周期内摆动相会随着速度的增加略有下降。

3.2 调教训练对伊犁马1 600 m速度赛空间参数步态特征的影响

研究结果表明，训练后期马匹瞬时速度显著大于训练初期。经过调教训练的马匹比未经调教训练的马匹速度更快，可能是由于步幅长度的增加[18]。步幅长度的增加不仅仅是因为调教训练，也是体能水平的反映，通过调教训练，马匹体能和运动性能得到改善[19,20]。Yamanobe等[21]研究发现，在马匹完整步周期的四个步幅中(前肢步幅、双支撑相步幅、后肢步幅、腾空期步幅)，随着马匹速度的增加，腾空期步幅和双支撑相步幅的增加幅度更大。Hiraga等[22]研究发现，后肢步幅较短以增加推进力，腾空期步幅对总步幅的增加贡献最大。研究中，训练后期前肢步幅显著大于训练初、中期，训练后期腾空期步幅显著大于训练中期；训练后期总步幅显著大于训练初、中期，与前人研究结果基本一致。曾亚琦等[23]对2岁伊犁马步态特征与运动性能进行关联性分析时发现，双支撑相步幅和腾空期步幅是伊犁马性能评价的主要参数。

4 结 论

调教训练后期伊犁马1 600 m平均速度为(12.931±0.215) m/s。调教训练中期后位后蹄支撑相(0.112 s)、前位前蹄支撑相(0.119 s)、后肢双支撑相(0.031 s)显著高于训练初期(P<0.05)。训练后期前肢步幅(133.045 cm)、腾空期步幅(155.520 cm)、总步幅(549.574 cm)显著高于其余两个阶段(P<0.05)。可针对马匹步态特征进行测定，评价马匹运动性能。

参考文献(References)

[1] Rose R J, Evans D L. Training horses - art or science?[J].EquineVeterinaryJournal, 2010, 22(S9): 2-4.

[2]Heglund N C, Taylor C R, Mcmahon T A. Scaling Stride Frequency and Gait to Animal Size: Mice to Horses [J].Science, 1974, 186(4169): 1112-1113.

[3]李林玲. 不同类型马体型结构差异及其与速步赛步态特征相关性分析[D]. 乌鲁木齐：新疆农业大学, 2017.

LI Linling.CorrelationAnalysisonDifferenceofBodyConformationandGaitFeatureinTrottingRacebetweenDifferentTypesHorse[D]. Urumqi: Xinjiang Agricultural University, 2017.

[4]任湘, 孟军, 王建文, 等. 2岁伊犁马细分体尺与3 600 m速度赛步态特征间的相关性[J]. 新疆农业科学, 2019, 56(7):1344-1352.

REN Xiang, MENG Jun, WANG Jianwen, et al. Correlation between the 2-year-old IliHorse Subdivision and the Gait Characteristics of 3600 Meters Speed Race[J].XinjiangAgriculturalSciences, 2019, 56(7):1344-1352.

[5]Cheetham J, Riordan A, Mohammed H, et al. Relationships between race earnings and horse age, sex, gait, track surface and number of race starts for Thoroughbred and Standardbred racehorses in North America [J].EquineVeterinaryJournal, 2010, 42(4): 346-350.

[6]李晓斌, 臧长江, 马军, 等. 不同训练场地对伊犁马运动性能、血浆抗氧化指标及糖代谢的影响[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(3):517-523.

LI Xiaobin, ZANG Changjiang, MA Jun, et al. Effect of Different Training Sites on Sports Performance,Antioxidant Index of Plasma and Glucose Metabolism of Yili Horse [J].ActVeterinariaetZootechnicaSinica, 2019, 50(3):517-523.

[7]孟军, 姚新奎, 王建文, 等. 调教训练对伊犁马1km速步赛肢体角度的影响[J]. 中国畜牧兽医, 2020, 47(3):814-821.

MENG Jun, YAO Xinkui, WANG Jianwen, et al. Effect on Body Angle in 1 km Trotter of Yili Horse [J].ChinaAnimalHusbandry&VeterinaryMedicine, 2020, 47(3):814-821.

[8]Tanner J C, Rogers C W, Firth E C. The association of 2-year-old training milestones with career length and racing success in a sample of Thoroughbred horses in New Zealand [J].EquineVeterinaryJournal, 2013, 45(1): 20-24.

[9]Heglund N C, Taylor C R. Speed, stride frequency and energy cost per stride: how do they change with body size and gait?[J].JournalofExperimentalBiology, 1988, 138(1): 301-318.

[10]Cano M R, Miró F, Diz A M, et al. Influence of training on the biokinematics in trotting Andalusia horses[J].VeterinaryResearchCommunications, 2000, 24(7): 477-489.

[11]Parkes R S V, Weller R, Pfau T, et al. The Effect of Training on Stride Duration in a Cohort of Two-Year-Old and Three-Year-Old Thoroughbred Racehorses [J].Animals, 2019, 9(7): 466.

[12]Rogers C, Firth E, Anderson B. Musculoskeletal responses of 2-year-old Thoroughbred horses to early training. 5. Kinematic effects [J].NewZealandVeterinaryJournal, 2005, 53(2): 95-100.

[13]Leach D H, Ormrod K, Clayton H M. Standardised terminology for the description and analysis of equine locomotion [J].EquineVeterinaryJournal, 2010, 16(6): 522-528.

[14]Back W, Hartman W, Schamhardt H, et al. Kinematic response to a 70 day training period in trotting Dutch Warm bloods [J].EquineVeterinaryJournal, 1995, 27(S18): 127-131.

[15]Witte T H, Hirst C V, Wilson A M. Effect of speed on stride parameters in racehorses at gallop in field conditions[J].JournalofExperimentalBiology, 2006, 209(21): 4389-4397.

[16]Kai M, Hiraga A, Kubo K, et al. Comparison of stride characteristics in a cantering horse on a flat and inclined treadmill [J].EquineVeterinaryJournalSupplement, 2010, 29(S23): 76-79.

[17]Leleu C, Cotrel C, Barrey E. Effect of age on locomotion of Standardbred trotters in training [J].EquineandComparativeExercisePhysiology, 2007, 1(2): 107-117.

[18]Clayton H M. The Extended Canter: A Comparison of Some Kinematic Variables in Horses Trained for Dressage and for Racing[J].ActaAnatomica, 1993, 146(2-3): 183-187.

[19]Lovell D. Changes in skeletal muscle composition in response to interval and high intensity training [J].EquineExercisePhysiology, 1991, (3): 215-222.

[20]Persson S, Essén-Gustavsson B, Lindholm A. Energy profile and the locomotor pattern of trotting on an inclined treadmill[J].EquineExercisePhysiology, 1991, (3): 231-238.

[21]Yamanobe A, Hiraga A, Kubo K. Relationships between Stride Frequency, Stride Length, Step Length and Velocity with Asymmetric Gaits in the Thoroughbred Horse [J].JapaneseJournalofEquineScience, 1992, 3(2): 143-148.

[22]Hiraga A, Yamanobe A, Kubo K. Relationships between Stride Length, Stride Frequency, Step Length and Velocity at the Start Dash in a Racehorse[J].JournalofEquineScience, 2011, 5(4): 127-130.

[23]Zeng Y, Meng J, Wang J, et al. Correlation Analysis Between Stride Characteristics and Racing Ability of 2-year-old Yili Horses in Track Conditions[J].JournalofEquineVeterinaryScience, 2019, 75: 19-24.