不同賽道維護(hù)方式對(duì)1 600 m速度賽伊犁馬步態(tài)特征和比賽成績的影響

馬超鑫，阿迪娜·吾斯曼，賈怡琪，陳 曉，孟 軍,2，曾亞琦,2，王建文,2，王川坤，姚新奎,2

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆馬繁育與運(yùn)動(dòng)生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)馬產(chǎn)業(yè)研究院，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】目前賽馬、馬術(shù)活動(dòng)已經(jīng)在全國各地逐漸開展[1]。賽道表面狀況是影響馬匹比賽成績的一個(gè)重要因素[2-4]，研究不同賽道維護(hù)方式下馬匹步態(tài)特征和比賽成績的變化規(guī)律可以為伊犁馬的訓(xùn)練、選種選育以及賽道維護(hù)提供理論依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】SymonsJE[5]研究發(fā)現(xiàn)，賽道表面的變化可能對(duì)馬匹產(chǎn)生影響，而賽道維護(hù)可以改變賽道表面的機(jī)械性能[6，7]，表面機(jī)械性能的變化會(huì)導(dǎo)致馬匹運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)[8]的變化，影響馬匹比賽成績。賽道維護(hù)會(huì)使賽道發(fā)生顯著的變化，主要會(huì)改變賽道的壓實(shí)度、緩沖能力，賽道維護(hù)后會(huì)降低快步時(shí)賽道對(duì)馬匹的峰值反力[6]。Crevier-DenoixN等[9]指出賽道表面硬度是導(dǎo)致馬匹肌肉骨骼損傷的一個(gè)重要因素，用于比賽和訓(xùn)練的賽道表面和賽道狀況不同會(huì)導(dǎo)致馬匹受傷率以及受傷位置不同。與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的肌肉骨骼損傷取決于肢體所受到的外部負(fù)荷，而施加在肢體上的地面反作用力受到賽道表面特性的影響?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】現(xiàn)階段國內(nèi)尚未研究過不同的賽道維護(hù)方法對(duì)馬匹運(yùn)動(dòng)學(xué)的影響，而國外對(duì)賽道的研究也主要集中在馬匹損傷、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)等。需研究賽道狀況的差異及分析馬匹的運(yùn)動(dòng)性能的差異?！緮M解決的關(guān)鍵問題】測定不同賽道維護(hù)方式下伊犁馬1 600 m速度賽步態(tài)特征和比賽成績，分析不同賽道維護(hù)方式下，伊犁馬步態(tài)特征和運(yùn)動(dòng)性能的差異，研究不同賽道維護(hù)方式對(duì)馬匹步態(tài)特征和比賽成績的影響，為伊犁馬的選種選育和賽道維護(hù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

選取伊犁哈薩克自治州昭蘇馬場8匹體尺、體重接近，3歲伊犁馬公馬為試驗(yàn)對(duì)象，所有馬匹飼養(yǎng)管理一致，馬匹無疾病、無跛行，均由昭蘇馬場專業(yè)騎師策騎，所有騎師水平接近，比賽經(jīng)驗(yàn)豐富。試驗(yàn)所用賽道是2 000 m橢圓形沙地賽道，由昭蘇馬場提供并維護(hù)。

1.2 方法

比賽開始前，對(duì)賽道進(jìn)行不同程度的處理，使用硬度測量儀測量賽道的硬度，分組情況為：壓實(shí)組硬度(71.62±10.74)N/cm2、普通組硬度(18.94±3.16)N/cm2、耙地組(10.12±1.73)N/cm2各組硬度差異極顯著。在距離起點(diǎn)350 m的直道處、距離起點(diǎn)800 m的彎道處以及終點(diǎn)處賽道外側(cè)各架設(shè)一臺(tái)高速攝像機(jī)，用于拍攝馬匹各賽段的比賽視頻。所有攝像機(jī)均與賽道垂直，視野寬度10 m左右。終點(diǎn)處架設(shè)終點(diǎn)計(jì)時(shí)系統(tǒng)記錄馬匹比賽成績。組織馬匹和騎手到達(dá)指定位置并進(jìn)行1 600 m測試。測試結(jié)束后將錄制好的視頻導(dǎo)入Kinovea視頻分析軟件，對(duì)馬匹在各賽段的比賽視頻進(jìn)行分析，獲取馬匹在各賽段的步態(tài)特征。表1

表1 步態(tài)特征縮略表

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel2010對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整理匯總，SPSS22.0對(duì)步態(tài)特征、比賽成績進(jìn)行One-WayANOVA方差分析和LSD多重比較，結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同維護(hù)方式下比賽成績差異性

研究表明，不同賽道維護(hù)方式下各組1 600 m途程比賽成績差異未達(dá)到顯著水平(P>0.05)，壓實(shí)組馬匹比賽用時(shí)(152.29±7.10 s)最少，低于普通組(155.08±6.54 s)和耙地組(156.65±5.92 s)。

2.2 不同維護(hù)方式下步態(tài)特征差異性

2.2.1 不同維護(hù)方式下直道步態(tài)特征差異性

研究表明，不同賽道維護(hù)方式下直道馬匹步態(tài)特征存在一定差異。對(duì)于時(shí)間參數(shù)，后位后蹄支撐相耙地組(0.16±0.01 s)、普通組(0.15±0.01 s)極顯著高于壓實(shí)組(0.12±0.01 s)(P<0.01)，耙地組顯著高于普通組(P<0.05)；后肢間隔期壓實(shí)組(0.06±0.01 s)極顯著低于耙地組(0.08±0.00 s)和普通組(0.08±0.00 s)(P<0.01)；后肢雙支撐相、前位后蹄支撐相壓實(shí)組(0.05±0.01 s，0.11±0.01 s)極顯著低于耙地組(0.08±0.01 s，0.15±0.01 s)(P<0.01)，顯著低于普通組(0.07±0.01 s，0.13±0.01 s)(P<0.05)；后位前蹄支撐相、對(duì)角雙支撐相壓實(shí)組(0.12±0.01 s，0.06±0.02 s)極顯著低于耙地組(0.16±0.01 s，0.11±0.01 s)和普通組(0.15±0.01 s，0.09±0.01 s)(P<0.01)，耙地組顯著高于普通組(P<0.05)；前肢雙支撐相、前位前蹄支撐相壓實(shí)組(0.03±0.01 s，0.12±0.01 s)極顯著低于耙地組(0.06±0.01 s，0.16±0.01 s)和普通組(0.05±0.01 s，0.15±0.01 s)(P<0.01)；步頻壓實(shí)組(2.39±0.08 s)極顯著高于耙地組(2.18±0.05 s)和普通組(2.26±0.04 s)(P<0.01)，耙地組顯著低于普通組(P<0.05)。對(duì)于空間參數(shù)，雙支撐相步幅、總步幅、最大開張角度壓實(shí)組(193.33±17.15 s，592.10±47.71 s，112.00±4.47 s)極顯著高于耙地組(163.38±13.2 s，506.75±36.03 s，104.75±3.20 s)(P<0.01)，顯著高于普通組(176.05±16.86 s，536.48±33.84 s，108.25±1.75 s)(P<0.05)；前肢步幅壓實(shí)組(132.03±8.73 s)顯著高于耙地組(116.14±13.2 s)(P<0.05)；騰空期步幅壓實(shí)組(168.47±21.26 s)極顯著高于耙地組(125.84±17.29 s)和普通組(138.98±12.48 s)(P<0.01)。表2～3

表2 不同維護(hù)方式下直道步態(tài)特征時(shí)間參數(shù)的差異

表3 不同維護(hù)方式下直道步態(tài)特征空間參數(shù)的差異

2.2.2 不同維護(hù)方式下彎道步態(tài)特征差異性

研究表明，不同賽道維護(hù)方式下彎道步態(tài)特征存在差異。對(duì)于時(shí)間參數(shù)，后位后蹄支撐相、后肢間隔期、前位后蹄支撐相、后位前蹄支撐相、對(duì)角雙支撐相、前肢間隔期、前肢雙支撐相、前位前蹄支撐相、壓實(shí)組均極顯著低于耙地組和普通組(P<0.01)；后肢雙支撐相壓實(shí)組(0.05±0.01) s極顯著低于普通組(0.06±0.01)s(P<0.01)；對(duì)角間隔期壓實(shí)組(0.05±0.01)s極顯著高于普通組(0.03±0.01)s(P<0.01)，顯著高于耙地組(0.04±0.02)s(P<0.05)；騰空期、步頻壓實(shí)組極顯著高于耙地組和普通組(P<0.01)。對(duì)于空間參數(shù)，騰空期步幅壓實(shí)組(161.36±25.07)s顯著高于普通組(132.84±14.44)s(P<0.05)；最大開張角度壓實(shí)組(110.50±2.27)s顯著高于耙地組(105.88±4.70)s和普通組(105.89±3.59)s(P<0.05)。表4～5

表4 不同維護(hù)方式下彎道步態(tài)特征時(shí)間參數(shù)的差異

表5 不同維護(hù)方式下彎道步態(tài)特征空間參數(shù)的差異

2.2.3 不同維護(hù)方式下終點(diǎn)步態(tài)特征差異性

研究表明，不同賽道維護(hù)方式下終點(diǎn)步態(tài)特征存在一定差異性。對(duì)于時(shí)間參數(shù)，后位后蹄支撐相壓實(shí)組(0.12±0.01) s和普通組，(0.12±0.01)s極顯著低于耙地組(0.14±0.01)s(P<0.01)；后肢間隔期、前位后蹄支撐相、前肢雙支撐相、前位前蹄支撐相壓實(shí)組顯著低于耙地組(P<0.05)；對(duì)角間隔期壓實(shí)組(0.04±0.01)s極顯著高于耙地組(0.02±0.01)s(P<0.01)；后位前蹄支撐相壓實(shí)組(0.12±0.02)s極顯著低于耙地組(0.14±0.01)s(P<0.01)；對(duì)角雙支撐相壓實(shí)組(0.07±0.02)s極顯著低于耙地組(0.11±0.01)s(P<0.01)，耙地組(0.11±0.01)s顯著高于普通組(0.09±0.02)s(P<0.05)；步頻壓實(shí)組(2.33±0.09)s極顯著高于耙地組(2.16±0.06)s(P<0.01)，耙地組(2.16±0.06)s顯著低于普通組(2.28±0.12)s(P<0.05)。對(duì)于空間參數(shù)，后肢步幅壓實(shí)組(119.01±22.37)s顯著高于普通組(100.35±9.52)s(P<0.05)；雙支撐相步幅壓實(shí)組(173.26±9.05)s極顯著高于耙地組(144.71±24.78)s(P<0.01)，耙地組(144.71±24.78)s顯著低于普通組(162.86±10.61)s(P<0.05)；最大開張角度壓實(shí)組(105.75±2.43)s顯著高于耙地組(102.86±2.12)s和普通組(103.00±2.33)s(P<0.05)。表6～7

表6 不同維護(hù)方式下終點(diǎn)步態(tài)特征時(shí)間參數(shù)的差異

表7 不同維護(hù)方式下終點(diǎn)步態(tài)特征空間參數(shù)的差異

3 討 論

3.1 賽道維護(hù)對(duì)比賽成績的影響

影響馬匹比賽成績的因素有很多，包括馬匹的性別、年齡、負(fù)重、賽道、騎師、遺傳、比賽距離等[11-12]，而賽道表面狀況就是其中一個(gè)重要因素。Maeda Y等[13]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于草地賽道，隨著賽道從堅(jiān)硬變?nèi)彳?，比賽時(shí)間變長。Oikawa M等[14]研究發(fā)現(xiàn)，泥地賽道隨著賽道水分的增加，賽道變的越硬，比賽時(shí)間往往會(huì)變的更短。Setterbo JJ等[15]認(rèn)為合成賽道表面更松軟，但是松軟性過高可能會(huì)影響馬匹比賽表現(xiàn)，主要反映在較低的比賽速度和步幅上。與研究結(jié)果趨于一致，雖然在不同賽道上未觀察到顯著差異，但是從數(shù)值上來看，壓實(shí)組比賽用時(shí)小于普通組和耙地組，普通組比賽用時(shí)小于耙地組，隨著賽道硬度的增加比賽用時(shí)有減小趨勢(shì)[16-18]。研究發(fā)現(xiàn)，隨著賽道硬度的增加，馬匹步幅和步頻呈增加趨勢(shì)，這從側(cè)面也證明，馬匹速度在較硬賽道上會(huì)更快，會(huì)縮短比賽時(shí)間。

3.2 賽道維護(hù)對(duì)步態(tài)特征的影響

步幅是步態(tài)特征重要的組成部分[19]，而步幅又受到騎師[20,21]、賽道狀況[22]和馬匹體型結(jié)構(gòu)[23]的影響。賽道由于材料組成、含水量、壓實(shí)度的差異而具有不同的力學(xué)特性[24]，馬的整體姿勢(shì)可能會(huì)因賽道表面的差異而改變[25]，從而導(dǎo)致馬匹步態(tài)發(fā)生變化。改變賽道表面的硬度會(huì)影響肢體的運(yùn)動(dòng)學(xué)[26-28]。SetterboJJ等[15]研究發(fā)現(xiàn)耙地會(huì)降低賽道的硬度，導(dǎo)致賽道表面變得更加松軟，降低馬蹄和賽道表面碰撞時(shí)的沖擊力，耙地也會(huì)使賽道表面發(fā)生更大的形變，而耙地效果和耙地深度有關(guān)。與研究結(jié)果趨于一致，壓實(shí)組硬度極顯著高于耙地組和普通組，耙地組硬度極顯著低于普通組硬度。研究發(fā)現(xiàn)壓實(shí)組的步幅大于耙地組和普通組的步幅，普通組的步幅大于耙地組步幅，即隨著硬度的增加，馬匹步幅呈增加趨勢(shì)，與ChateauH等[29]研究一致，與較硬沙地賽道相比，馬匹在較軟的沙地賽道表面上步幅減小。RobinD等[30]在試驗(yàn)室模擬研究中也發(fā)現(xiàn)，在較軟的人工合成賽道表面上的步幅比在較硬的沙地賽道小，可能是因?yàn)檩^軟沙地的賽道會(huì)發(fā)生更大程度的非彈性形變，此時(shí)較軟賽道給馬匹水平方向和垂直方向的反作用力小于較硬賽道的反作用力。垂直方向地面反作用力決定了騰空期的時(shí)間[31]，垂直方向力與騰空期呈正相關(guān)，因此在較軟賽道上，馬匹的騰空期變短，沒有充分的時(shí)間擺動(dòng)肢體導(dǎo)致步幅減小。

運(yùn)動(dòng)通常用支撐相和擺動(dòng)相來描述[32]。BurnJF等[8]研究發(fā)現(xiàn)，支撐相受到賽道表面的顯著影響，支撐相隨著賽道表面變形能力的增加而增加。與研究結(jié)果趨于一致，耙地組支撐相大于普通組和壓實(shí)組，普通組支撐相大于壓實(shí)組，即隨著賽道硬度的增加，馬匹支撐相呈減小趨勢(shì)。有研究發(fā)現(xiàn)沖擊有關(guān)的力和減速度與賽道硬度呈正相關(guān)[9]，與壓實(shí)組賽道相比，當(dāng)馬在耙地組賽道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，馬蹄受到的地面反作用力和減速度減小，在垂直方向上而言會(huì)導(dǎo)致馬蹄垂直位移增加；水平方向上，較軟的賽道更容易變形，抗剪切性較小，可提供的摩擦力也較小[33]，導(dǎo)致較軟賽道上馬蹄的水平位移增加。減速度的減小和蹄位移的增加會(huì)導(dǎo)致馬蹄從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)減速到停止?fàn)顟B(tài)的時(shí)間增加，通過步態(tài)時(shí)間參數(shù)呈現(xiàn)出來便是支撐相增加，與Munoz-NatesF等[34]研究趨于一致，較軟賽道表面導(dǎo)致馬蹄和地面的作用時(shí)間增加。擺動(dòng)相，無論是直道、彎道、還是終點(diǎn)都未觀察到擺動(dòng)相有顯著差異，與BackW等[35]研究趨于一致，擺動(dòng)相不隨速度的改變而改變。騰空期是指馬匹的前位前蹄離地到后位后蹄落地的時(shí)間間隔。NorthroPAJ等[33]研究發(fā)現(xiàn)較硬的賽道可以在推進(jìn)階段為馬匹提供更大的支撐，而在較軟賽道上，肢體施加相同的力的情況下，賽道表面變形更大，地面推進(jìn)反作用力更小。而較小的反作用力將導(dǎo)致馬匹騰空期變短，與研究結(jié)果趨于一致，壓實(shí)組騰空期大于耙地組和普通組騰空期，隨著硬度的增加，騰空期有增加趨勢(shì)。壓實(shí)組步頻大于耙地組和普通組步頻，隨著硬度的增加，步頻有增加趨勢(shì)，可能是由于支撐相減小會(huì)使馬匹步頻增加，步頻越高，單支撐相越短[36]。ChateauH等[29]對(duì)速步馬的研究發(fā)現(xiàn)較軟賽道上的步頻大于較硬賽道上的步頻，與研究結(jié)果不一致，可能是由于馬匹的速度，步法，比賽類型不同而導(dǎo)致的，還需要進(jìn)一步的研究。

4 結(jié) 論

壓實(shí)組馬匹步幅(直道(592.10±47.71) cm，彎道(563.50±38.09) cm，終點(diǎn)(586.09±73.34) cm)、步頻(直道(2.39±0.08) s-1，彎道(2.32±0.12) s-1，終點(diǎn)(2.33±0.09) s-1)較大，支撐相較短，比賽用時(shí)(152.29±7.10)s最少。隨著賽道硬度的增加，馬匹步幅和步頻呈增加趨勢(shì)，支撐相呈下降趨勢(shì)，騰空期呈增加趨勢(shì)，最大開張角度呈增加趨勢(shì)。因此在馬匹速度賽和選種選育過程中應(yīng)考慮賽道的影響，以提高個(gè)體選擇的準(zhǔn)確性。

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