張美勇主要從事核桃資源育種栽培研究工作。主持完成多項(xiàng)省科技攻關(guān)項(xiàng)目和省良種產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。參加主持國(guó)家果樹(shù)種質(zhì)核桃圃建設(shè)項(xiàng)目和“十一五”國(guó)家科技支撐課題，選育出岱豐、岱香等核桃新品種20余個(gè)，其中10個(gè)通過(guò)省級(jí)審定，2個(gè)獲國(guó)家新品種保護(hù)權(quán)，收集核桃種質(zhì)170余份，初選出抗病抗瘠薄優(yōu)系優(yōu)株20個(gè)，核桃砧木優(yōu)系10個(gè)，開(kāi)展不同核桃砧木對(duì)良種影響的研究及抗性核桃新品種選育研究。
　　獲山東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，三等獎(jiǎng)4項(xiàng)。創(chuàng)新性研究出“核桃凹芽接技術(shù)”、“核桃改進(jìn)綠枝接技術(shù)”、“核桃大樹(shù)綜合改接技術(shù)”等項(xiàng)嫁接技術(shù)，是打破核桃嫁接技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)人物，制定了不同地區(qū)的核桃栽培管理規(guī)程，利用這一系列科研創(chuàng)新和栽培技術(shù)在省內(nèi)建立了10萬(wàn)余畝的核桃生產(chǎn)基地，在省內(nèi)、外推廣核桃新品種、新技術(shù)50余萬(wàn)畝，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益，得到了國(guó)內(nèi)同行的普遍認(rèn)可，成為多地農(nóng)民脫貧致富的指路人。多次被評(píng)為山東省果樹(shù)研究所先進(jìn)工作者和優(yōu)秀共產(chǎn)黨員。
　　在《園藝學(xué)報(bào)》、《中國(guó)果樹(shù)》、《中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)》、《果樹(shù)學(xué)報(bào)》等核心期刊發(fā)表專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)論文50余篇，編著專(zhuān)業(yè)著作10余本。