Brian B Grant

Image Brian Grant
Développeur de modèles d'agroécosystèmes

Intérêts de recherche

Je travaille principalement en tant que développeur de modèles d'agroécosystèmes sur le modèle de GES agricole DNDCv.CAN. Le modèle DNDC est un modèle de champs agricoles et d'installations d'élevage qui sert à estimer la dynamique du carbone, des nutriments, de l'eau et des gaz à l'état de traces à l'échelle du champ ou de l'exploitation. Une connaissance approfondie de l'agronomie et des processus du sol, ainsi qu'un partenariat de collaboration avec d'autres chercheurs en mesure, permettent de s'assurer que le modèle DNDC peut reproduire efficacement les processus interdépendants complexes qui sont présents dans les agroécosystèmes. C'est l'un des rares modèles au monde à pouvoir évaluer des techniques de gestion avancées telles que la gestion des engrais 4R, les rotations de cultures diverses et les cultures de couverture. 

Grâce à cet outil, j'étudie les impacts de la gestion agricole sur la productivité des cultures et la durabilité de l'environnement, ainsi que les impacts à long terme des changements climatiques sur la résilience des systèmes de culture.

La branche " installations agricoles " du modèle DNDC (Manure-DNDC) est utile pour étudier la dynamique des nutriments et de l'eau dans les systèmes de gestion des déchets d'élevage sur l'ensemble de l'exploitation.

Une grande partie de notre travail est axée sur des partenariats internationaux entre d'autres institutions et par le biais des initiatives AgMIP et GRA afin d'améliorer et d'incorporer la compréhension actuelle des processus culture-sol-atmosphère dans les cadres de modélisation.

L'objectif global est de contribuer à l'élaboration et à l'intégration de nouvelles approches dans les activités d'AAC afin d'aider le Canada à respecter ses engagements internationaux en matière de réduction des émissions de GES provenant de l'agriculture et à assurer la compétitivité future des producteurs sur le marché.

Contexte

Plus de 20 ans consacrés à l'application et à l'élaboration de modèles d'agroécosystèmes fondés sur les processus. DNDC, Century, DayCent, Campbell, Epic, RZWQM2. 

 

 

Recherche et / ou projets en cours

Développement d'outils d'évaluation avancés pour prendre en compte les empreintes de GES actuelles associées aux pratiques agricoles, tout en identifiant les possibilités futures pour les producteurs et les décideurs politiques en matière de résilience et de durabilité de ces pratiques.

 

Énoncés de recherches/projets

  • Un outil de modélisation pour quantifier les potentiels d'atténuation des technologies et pratiques de gestion du lisier au Canada.

  • Approche de modélisation intégrée pour identifier des PGB efficaces et résilientes pour divers systèmes de culture au Canada.

  • Vers une évaluation et une modélisation à l'échelle du champ de l'impact des inhibiteurs commerciaux sur la productivité des cultures et les émissions d'oxyde nitreux après l'application d'urée.

  • Améliorer la durabilité des grandes cultures en quantifiant et en modélisant les émissions de N2O et de NH3 et le lessivage de N&P en réponse à des pratiques de gestion bénéfiques.

     

Activités professionnelles / intérêts

  • Application et développement de modèles d'agroécosystèmes
  • Collaborateur d'AgMIP et du GRA pour l'évaluation comparative et l'amélioration des modèles.
  • Coordination permanente du soutien aux modèles avec d'autres installations de recherche aux États-Unis et au Canada.

Prix et études

Baccalauréat en sciences (B.Sc.) Biologie/Chimie Université Carleton/Université Laurentienne.

Expérience et / ou de travail international

AgMIP, FACCE-JPI, WMO, GRA

Principales publications

  1. GN Falconnier, M Corbeels , KJ Boote , F Affholder , M Adam, DS MacCarthy, Alexander C Ruane, C Nendel, AM Whitbread, E Justes , LR Ahuja, F.M. Akinseye , IN Alou, KA Amouzou , S.S. Anapalli , C Baron, B Basso, F Baudron , P Bertuzzi, AJ Challinor , Y Chen, D Deryng , ML Elsayed , B Faye, T Gaiser , M Galdos , S Gayler , E Gerardeaux , M Giner , B Grant, G Hoogenboom , ES Ibrahim, B Kamali , KC Kersebaum , SH Kim, M van der Laan , L Leroux , JI Lizaso , B Maestrini , EA Meier, F Mequanint , A Ndoli , CH Porter, E Priesack , D Ripoche , T Sida , U Singh, W Smith, A Srivastava, S Sumit , F Tao, PJ Thorburn , D Timlin , B Traore , T Twine, H Webber. Modelling climate change impacts on maize yield under low N input conditions in sub Saharan Africa. Crop modelling for Agriculture and Food Security under Global Change. ICROPM 2020, Montpellier, France, Feb 3-5, 2020.

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  2. Kritika Kothari, Montserrat Salmeron, Rafael Battisti, Kenneth Boote, Sotirios Archontoulis, Adriana Confalone, Julie Constantin, Santiago Cuadra, Philippe Debaeke, Babacar Faye, Brian Grant, Gerrit Hoogenboom, Qi Jing, Michael van der Laan, Fernando Macena, Fabio Marin, Alireza Nehbandani, Claas Nendel, Larry Purcell, Budong Qian, Alex Ruane, Evandro da Silva, Ward Smith, Afshin Soltani, Amit Srivastava, Nilson Vieira Jr. Poster: First Soybean Multi-model Sensitivity Analysis to CO2, Temperature, Water, and Nitrogen (CTWN). ICROPM 2020, Montpellier, France, Feb 3-5, 2020.

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  3. Budong Qian, Qi Jing, Ward Smith, Brian Grant, Alex Cannon, Xuebin Zhang (2020) Quantifying the uncertainty introduced by internal climate variability in the projected Canadian crop yield changes. Oral presentation, iCROPM2020, February 2-5, 2020, Montpellier, France.

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  4. Carozzi M Bellocchi G., Ehrhardt F., Brilli L., Bathia A., De Antoni Migliorati
    M., Doltra J., Dorich C., Doro L., Fitton N., Grace P., Grant B., Giacomini S.,
    Leonard J., Loubet B., Massad Raia S., Pattey E., Sharp J., Smith P., Smith W.,
    Zhang Q., Recous S. 2020. Evaluation of mitigation practices to reduce N2O and increase soil C; multi-model assessment in five croplands worldwide. Proceedings of ICROPM 2020, Montpellier, France, Feb 3-5 2020, 547-548

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  5. Nasielski, J., Grant, B., Smith, W., Niemeyer, C., Janovicek, K., Deen, B. (2020). Effect of nitrogen source, placement and timing on the environmental performance of economically optimum nitrogen rates in maize. Field Crops Research, [online] 246 http://dx.doi.org/10.1016/j.fcr.2019.107686

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  6. Budong Qian, Qi Jing, Ward Smith, Brian Grant, Alex Cannon, Xuebin Zhang (2020) Uncertainty introduced by internal climate variability in the projected climate change impacts on Canadian crop yields. Oral Presentation, American Meteorological Society Annual Meetings 20202, January 10 -16, 2020, Boston, USA.

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  7. Smith, W., Grant, B., Qi, Z., He, W., VanderZaag, A., Drury, C.F., Helmers, M. (2020). Development of the DNDC model to improve soil hydrology and incorporate mechanistic tile drainage: A comparative analysis with RZWQM2. Environmental Modelling and Software, [online] 123 http://dx.doi.org/10.1016/j.envsoft.2019.104577

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  8. He, W., Grant, B.B., Smith, W.N., VanderZaag, A.C., Piquette, S., Qian, B., Jing, Q., Rennie, T.J., Bélanger, G., Jégo, G., Deen, B. (2019). Assessing alfalfa production under historical and future climate in eastern Canada: DNDC model development and application. Environmental Modelling and Software, [online] 122 http://dx.doi.org/10.1016/j.envsoft.2019.104540

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  9. Kritika Kothari, Montse Salmeron Cortasa, Rafael Battisti, Kenneth J. Boote, Sotirios Archontoulis, Adriana Confalone, Julie Constantin, Santiago Cuadra, Philippe Debaeke, Babacar Faye, Brian Grant, Gerrit Hoogenboom, Qi Jing, Michael van der Laan, Fernando Macena, Fabio Marin, Alireza Nehbandani, Claas Nendel, Larry C. Purcell, Budong Qian, Alex Ruane, Evandro da Silva, Ward Smith, Afshin Soltani, Amit Srivastava, Nilson Vieira. 2019. AgMIP Soybean Phase 1: Multi-Model Sensitivity Analysis to CO2, Temperature, Water, and Nitrogen. ASA, CSSA and SSSA International Annual Meetings, San Antonio, Texas, Nov 10-13, 2019.

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  10. Smith, W., Z. Qi, B. Grant, W. He, A. VanderZaag, C. Drury, C. Tan, M. and Helmers. Towards improving the DNDC model for simulating soil hydrology and tile drainage. 2019 ASABE Annual International Meet, Boston, Massachusetts, July 7–10, 2019. DOI:https://doi.org/10.13031/aim.20

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  11. Qian, B., Zhang, X., Smith, W., Grant, B., Jing, Q., Cannon, A.J., Neilsen, D., McConkey, B., Li, G., Bonsal, B., Wan, H., Xue, L., Zhao, J. (2019). Climate change impacts on Canadian yields of spring wheat, canola and maize for global warming levels of 1.5 °c, 2.0 °c, 2.5 °c and 3.0 °c. Environmental Research Letters, [online] 14(7), http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/ab17fb

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  12. Farina, R., Ehrhardt, F., Bellocchi, G., Chenu, C., Soussana, J.-F., Abd-Alla, M., Álvaro-Fuentes, J., Brilli, L., CLIVOT, H., De Antoni Migliorati, M., Di Bene, C., Dorich, C., Ferchaud, F., Fitton, N., Francaviglia, R., Franko, U., Giltrap, D., Grant, B., GUENET, B., Harrison, M. T., Kirschbaum, M. U. F., Kulmala, L., Kuka, K., Liski, L., Meier, E., Menichetti, L., Moyano, F., Nendel, C., Smith, W., Taghizadeh-Toosi, A., Tsutskikhr, E., Recous, S. (2019). Poster: Multi-metric evaluation of an ensemble of biogeochemical models for the estimation of organic carbon content in long-term bare fallow soils. Presented at International conference "Food security and climate change: 4 per 1000 initiative new tangible global challenges for the soil", Poitiers, FRA (2019-06-17 - 2019-06-20).

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  13. Smith, W., B. Grant, W. He, Z. Qi, A. VanderZaag, Kamaljit Banger, Craig Drury, and Claudia Wagner-Riddle. Modelling approach for identifying management practices that reduce GHG emissions from cropping systems in Canada. Proceedings of the workshop on “Climate change, reactive nitrogen, food security and sustainable agriculture”, Garmisch-Partenkirchen, Germany, 15-16 April, 2019. https://mopga.imk-ifu.kit.edu/workshop-presentations

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  14. Sandor, R., Bellocchi, G., Ehrhardt, F., Bhatia, A., Brilli, L., de Antoni Migliorati, M., Carozzi, M., Doltra, J., Dorich, C., Doro, L., Fitton, N., Fuchs, K., Gongadze, K., Grace, P., Grant, B., Giacomini, S., Klumpp, K., Léonard, L., Liebig, M., Martin, R., Massad, R. S., Merbold, L., Newton, P., Pattey, E., Rees, B., Rolinski, S., Sharp, J., Smith, P., Smith, W., Snow, V., Soussana, J.-F., Zhang, Q., Recous, S. (2019). Poster: Quantification of modelling uncertainties in an ensemble of carbon simulations in grasslands and croplands. Presented at 3rd Agriculture and Climate Change Conference, Budapest, HUN (2019-03-24 - 2019-03-26). https://prodinra.inra.fr/record/472277

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  15. Smith, W., Qi, Z., Grant, B., VanderZaag, A., Desjardins, R. (2019). Comparing hydrological frameworks for simulating crop biomass, water and nitrogen dynamics in a tile drained soybean-corn system: Cascade vs computational approach. Journal of Hydrology X, [online] 2 http://dx.doi.org/10.1016/j.hydroa.2018.100015

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  16. Smith, W., Grant, B., Qi, Z., He, W., VanderZaag, A., Drury, C.F., Vergè, X., Balde, H., Gordon, R., Helmers, M.J. (2019). Assessing the impacts of climate variability on fertilizer management decisions for reducing nitrogen losses from corn silage production. Journal of Environmental Quality, [online] 48(4), 1006-1015. http://dx.doi.org/10.2134/jeq2018.12.0433

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  17. He, W., Smith, W.N., Grant, B.B., VanderZaag, A.C., Schwager, E.A., Qi, Z., Reynolds, D., Wagner-Riddle, C. (2019). Understanding the fertilizer management impacts on water and nitrogen dynamics for a corn silage tile-drained system in Canada. Journal of Environmental Quality, [online] 48(4), 1016-1028. http://dx.doi.org/10.2134/jeq2018.11.0414

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  18. Del Grosso, S. J., Ogle, S. M., Parton, W. J., Nevison, C. D., Smith, W., Grant, B., Wagner-Riddle, C., Tenuta, M. Comparing Soil Nitrous Oxide Emissions Simulated by the New Freeze-Thaw Version of DayCent with Fluxes Inferred from Atmospheric Inversion. American Geophysical Union, Fall Meeting, abstract #B24C-06, Washington, D.C., December 2018

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  19. Jarecki, M., Grant, B., Smith, W., Deen, B., Drury, C., VanderZaag, A., Qian, B., Yang, J., Wagner-Riddle, C. (2018). Long-term trends in corn yields and soil carbon under diversified crop rotations. Journal of Environmental Quality, [online] 47(4), 635-643. http://dx.doi.org/10.2134/jeq2017.08.0317

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  20. Carozzi, M., Ehrhardt, F., Brilli, L., Bellocchi, G., Bathia, A., De Antoni Migliorati, M., Bregon, J.D., Dorich, C., Doror, L., Fitton, N., Grace, P., Grant, B., Giacomini, S.J., Leonard, J., Loubet, B., Massad, R.S., Mula, L., Pattey, E., Sharp, J., Smith, P., Smith, W., Zhang, Q., Recous, S. 2018. GRA affiliated presentation: Multi-Model Assessment of Mitigation Options for GHG Emissions in Croplands. 20th N Workshop and Side event, 25-27 June, 2018, Rennes, France

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