张怀荣自1982年10月开始在宁强县黑木耳科研所从事黑木耳菌种生产及参与黑木耳优良菌株选育研究工作，1984年任该所技术骨干，1986年任宁强县黑木耳科研所副所长，1988年8月晋升为助理农艺师，该年9月去华中农业大学进修《应用真菌专业》，于1990年7月毕业。期间，他主持完成的《QE14黑木耳菌种选育研究》，于1992年5月获得宁强县政府科技进步一等奖，1993年5月获得汉中地区行署科技进步三等奖。他组织实施的《陕南秦巴地区经济真菌资源调查与开发》项目，于1993年3月获得陕西省政府科技进步二等奖。2000年3月，他被共青团宁强县委授予“新长征突击手”，2004年9月晋升为助理研究员。2012年3月年被汉中市人事局等单位授予“汉中市农村优秀乡土人才”。

他自主成功选育出的M.d-1萌发菌，间接或直接占据全国天麻产区80%的份额；自主选育出的羌蜜5-1#、羌蜜31#、羌蜜41#蜜环菌菌株，彻底扭转了全国蜜环菌严重退化的局面。宁强县阳平关镇天麻种植大户唐子荣，2017年使用羌蜜5-1蜜环菌预培天麻栽植菌材，2018年收获商品鲜4万公斤，平均亩产在5000公斤以上，优良的蜜环菌的推广应用，使栽植户获得了理想的收益，同时也带动了周围数百贫困户从事天麻产业的发展。2020年初，宁强县农业局包村干部王恩军为了带动胡家坝镇清明山村发展天麻产业，自己出资，率先在清明山预培菌材及栽植有性繁殖天麻，在栽植过程中，完全采用了由张怀荣提供的“利用自然条件下的创新有性繁殖天麻种植技术”，即使2020年多雨的年份，白麻产量扔达到了15.0Kg/m2的好收益，为清明山村大力发展天麻产业奠定了技术基础。同时，他自主创新的斜截面短段木预培菌材、浅覆土厚覆覆盖物无性繁殖天麻栽培技术，通过小试，使1公斤的湿菌材产1公斤的鲜天麻的效果，天麻的品质也得到了提高；创新的木屑基质萌发菌、木屑基质蜜环菌与菌材腐熟截面触菌同步栽植有性繁殖天麻，使种麻的产量与常规法对比提高1-2倍。该两种技术的创新，在提高天麻栽培产量达到增效的同时，极大节约了大量栎类资源。他指导的陕西羌山生态农业有限公司栽植的“1588”国家认证的有机乌天麻，其天麻粉具有甘甜香糯的天然口感，有显著的促进睡眠作用及轻身延年之功效。该天麻产品在2020深圳农产品展销会上，200克重的鲜天麻，单个卖到100元，并且十分抢手。

张怀荣擅长黑木耳、香菇、萌发菌、蜜环菌等菇菌菌株选育及菇菌高产栽培技术研究。1993年五月创建宁强县真菌研究所。建所以来，依据陕南秦巴地区的资源优势，重点研究选育优良黑木耳菌株及椴木高产栽培技术研究与推广，先后选育出了“秦耳14#、秦巴5—2、秦巴82—4等黑木耳菌株，以及引进选育的沪农1#，森立8#等香菇菌株，引进筛选的天麻伴生菌（石斛小菇、A9-1蜜环菌），直接和间接销往至国内十多省市360余个余县（区），每年创社会效益超过20亿元。他撰写的“黑木耳立森261菌株的生物特性及其栽培要点”在2014年第一期“食用菌”上刊登，所推出的“立森261”木耳菌株，自2011年起，在陕南、川北、鄂西的栽培面积达1600万段，段产干木耳200克以上，比常规品种每段增产120克，累计增产1920吨，新增效益1.536亿元。

在菌种保藏研究方面，张怀荣研究推出的“菌种低温隔氧保藏技术研究”，黑木耳菌种经10年、香菇菌种经15年、石斛小菇经12年的保藏，菌种的活力及农艺性状仍保持原始的特征，尤其是保藏的石斛小菇萌发菌菌株，其菌株活力及促成天麻种子的发芽率，与国内同一品种对比，效果极为显著。

近年来，张怀荣先后在全国中文核心期物上发表论文10余篇，在国内培训食用菌及天麻栽培技术人员13200余人次。