본 연구에는 가뭄의 유발 요인으로 강수량, 기온, 상대습도 등의 기상현상을 활용하고 가뭄 피해로 인한 대응 요소로서 대체수원, 제한급수, 운반급수 등의 비상급수를 적용하여 AI기반 가뭄 대응 정보 구축 방안을 구성하였다. AI 머신 러닝 기법 중 널리 사용되는 의사결정나무 모형을 통하여 예측 기법을 수립하였다. 연구 대상 지역은 비상급수 활용 빈도가 높고 종관기상관측소가 존재하는 충주시, 안동시, 의성군을 선정하였다. 자료 기간은 2014년부터 2019년까지의 자료를 이용하였으며, 가뭄 유발 기상요인으로 ASOS의 강수량 및 기온, 습도를 이용하고 가뭄 피해 요소로 국가 가뭄정보 포털의 비상급수 현황 자료를 활용하였다. 모형 학습 결과 정확도가 약 0.97, F1-Score가 약 0.5로 나왔으며, 이는 비상급수가 필요한 상황과 그렇지 않은 상황을 97%의 확률로 예측할 수 있음을 의미하며, 비상급수가 필요했던 표본만을 대상으로 했을 경우 약 50%의 확률로 예측이 가능한 것을 의미한다. 따라서 의사결정나무 모형을 적용하여 예측 정확도를 분석한 결과 가뭄 대응 비상급수 준비지역 예측을 위한 적용성이 높은 것으로 평가되었다. 그러나 본 연구에서는 기상 조건만을 가뭄 유발 요인으로 반영하였기 때문에, 공급수량 부족 등의 요인을 추가적으로 검토할 필요가 있으므로 가뭄과 연관된 요소인 저수지 용량 등을 추가하고 비상급수 이외의 피해 요소 역시 확장하여 연구를 개선하고자 한다.

본 연구는 플라즈마 발생 장치를 수경재배 시스템과 결합하여 상추를 재배하고 수확 후 플라즈마 활성수와 과산화수소 0, 3, 6% 농도에 침지 처리를 하여 생육량 및 바이오 활성 물질 함량을 비교하였다. 고농도의 과산화수소로 인하여 근권부 생체중이 저해되는 결과를 나타냈으며, 엽장과 근권부 생체중을 제외하고는 유의적 차이가 발생하지 않았다. 상추 지상부의 chlorogenic acid와 4-hydroxy3-benzoic acid, 4-hydroxy benzoic acid 그리고 지상부 총 페놀 함량은 과산화수소 6%에 서 유의적으로 가장 높았다. 하지만 근권부에서 측정된 이차 대사산물인 quercetin 및 근권부 총 페놀 함량은 과산화수소 처리구보다 플라즈마 활성수에서 유의하게 높았다. 과산화수소 처리 기간 동안 상추의 뿌리는 직접적인 피해를 받으며 괴사하였으나, 잎에서는 과산화수소 6% 처리에서 바이오 활성 물질이 증가하는 결과를 나타내었다. 플라즈마 활성수 처리 상추는 생리 장해가 발생하지 않았으며, 과산화수소 6% 처리와 유사한 양의 이차대사산물 증대 효과를 나타내었다. 또한, 뿌리의 바이오 활성 물질 함량이 가장 높았던 결과 등을 고려 할 때 근채류 및 엽채류의 수경재배에 플라즈마 기술을 적용할 시 작물의 바이오 활성 물질 함량을 증대시키는 데 효과적일 것으로 판단된다.

본 연구는 Agastache 속 여러 종에서 국내 자생지 환경요건에 적합하면서 생육 및 기능성 물질 함량면에서 가장 최적의 종을 선정하고자 하였다. 첫째, 11종의 배초향(Agastache)속 종자를 구입하여 미국 농무성(USDA) 식물 내한성 지도(plant hardiness zone map) 및 국내 식물 내한성 지도를 참고하여 11종에서 생육 및 기능성 분석을 할 5종을 선정하였다. 둘째, 배초향(Agastache) 속 5개 품종인 A. cana, A. foeniculum, A. rugosa ‘Spike Blue’, A. rugosa ‘Spike Snow’, A. rupestris에 대해 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 엽수, SPAD, 지상부 생체중 및 건물중, 지하부 생체중 및 건물중 등의 생육 분석을 실시하였다. 생육 분석 결과, A. rugosa SB 및 A. rugosa SS 종에서 전체적으로 균형 있게 높은 수치를 나타냄을 알 수 있어, 생육 부문에서는 A. rugosa 계통의 품종이 다른 품종에 비해서 유리하다고 볼 수 있다. 셋째, rosmarinic acid, tilianin, acacetin 성분에 대해 단위 중량당 함량 및 식물체 1중당 함량 등의 기능성물질 함량 분석을 실시하였다. 기능성 물질 분석 결과, A. rugosa 계통 종에서 기능성 물질 및 항산화물질 함량이 유의적으로 높았으며, 이는 생육 결과값과 정비례적인 연계성이 크다고 보여진다. 따라서, 배초향(Agastache)속 종에 대한 생육과 기능성 부분을 종합적으로 고려할 때, A. rugosa SS 및 A. rugosa SB 등 A. rugosa 계통이 가장 최적의 고부가가치 작물로 적합할 것이라고 판단된다.