利玛窦(左)与徐光启(右)
清代之前津南地区的屯田种稻，为小站稻的种植奠定了基础。
早在宋、辽对峙时，曾任沧州节度副使而“实专郡治”的何承矩，率先提出在“缘边”(今津南一带)屯田种稻，宋太宗赞同何承矩的奏议，命为制置河北缘边屯田使，实施屯田。元代，于直沽之沿海口一带，继续屯种。
到了明代，屯田得到了更大发展。明永乐二年(1404)，明成祖朱棣派功臣亲兵，大批移民到津南开荒种稻。弘治元年(1488)，丘浚又提议，华北滨海平原皆可广行水利，化斥卤而为良田。万历二十五年(1597)春，户部奏天津巡抚万世德天津开田一事：查得天津沿海一带，胶河水淡，可树嘉禾，抚按设法招垦，即将环海荒田地，南自静海，东至直沽、永平等处，并谕远近军民人等，各自备工本尽力开种，官给印照，世为己业，成熟三年后方许收税……
转年，汪应蚊任天津海防巡抚，见葛沽、白塘口诸田尽汙莱，询问当地人，都说斥卤不可耕。汪认为，地无水则碱，得水利润，于万历二十八年，在白塘口、葛沽两处，募民实行军垦民种5000余亩，其中水田2000亩，每亩最高收四五石。此后，陆续开发了津南地区各处。屯田种稻，采用的是江南围田耕作办法。以“求、仁、诚、足、愚、食、力、古、所、贵”10个字命名，人称“十字围”。
围田的格局是“一面滨河，三面开渠，与河水通。深广各一丈五尺，四面筑堤以防水涝，(堤)高厚各七尺，又中间沟渠之制，条分缕析”。“十字围”均在海河右岸。地周围主干渠挖到5米深，利于排涝和降低地下水位，减轻土壤盐分，并利用海河一日两潮，引水灌溉和排出尾水，使土壤盐碱成分降低。此种方法，适于低洼及地表水丰沛地区植稻。清代天津诗人华长卿有《十字围》诗：“河水澄清红稻肥，田间燕子双双飞。葛沽遥接贺家口，土人相传十字围。”
汪应蛟见南方的兵士，能种水田。所以在“倭寇平，撤南兵”的时候，力倡留兵屯田，并“辅以右卫军人二千三百余名……岁得美谷盖二万石有奇”。汪应蛟在津南种稻事业，兴旺了五六年。围田种稻之法，对天津此后小种稻的发展起了重要作用。
明代 杰出的科学家徐光启因修历书，为朝臣所不满，遂托病来到天津。从万历四十一年至天启元年(1613～1621)，先后四次屯田，调查访问，将开垦、水利、荒政三方面实践及心得总结于《农政全书》中。
徐光启初至津南时，大面积稻田荒废。他在家书中写到：“在天津荒田无数，至贵者不过六七分(银)一亩，贱者不过二三厘钱，粮(赋税)又轻，中有一半可作水田者，虽低而近大江，可作岸备涝，车水备旱者也。有一半在内地，开河即可种稻，不然亦可种麦种秫也，但亦要筑岸备水耳。其余尚有无主无粮的荒田，一望十里，无数任人开种，任人牧牛羊也”。他在葛沽购置20顷荒田，引来南方优良稻种，仍采用围田之法防涝，并戽海河水备旱，同时，利用海河潮汐进行灌溉。万历四十四年，“试种南稻，农师孙彪，用人粪干每亩施八石，结果稻棵疯长大如碗，根大如斗，含胎不秀，竟不收。后一年，每亩改用麻糁四斗，是年每亩收米一石五斗，科大如酒瓶口”。他因地制宜，把长江一带稻棉轮作的经验，拿来推广，“凡高仰田可棉可稻者，种棉二年种稻一年，即草根溃烂，土地肥厚，虫螟不生”。采用一水二旱的倒茬种植，是节水改土培养地力、防止周围地块返碱和消灭病虫、杂草的成功经验。此轮作制在新中国成立后尚有应用，不仅稻棉丰收，节水治碱，还可改种菜田。
徐光启不仅注意水利措施和种稻，还深入研究改造盐渍土，总结出因地施肥的重要性。他分析，近海重碱之地，初开时不宜稻，因为洗碱不够。万历四十五年(1617)，终于完成了南稻北移。
天启初，后金在辽东加紧争战，百万难民水陆转徙进关。天津为京都门户，又是通向辽东的要道，天津屯田，对京师和辽东战场均有重大意义。因而再度出现了屯田热潮。天启二年(1622)，巡按御史张慎言提出天津屯田奏议，言天津、静海、兴济间，沃野万顷可垦为田，惜皆芜废。今同知卢观象，开垦寇家口以南田三千余亩，沟洫庐塘之法，种植疏浚之方，皆具而有法，可仿而行。并总结归纳了五种开种方法：“一官种，谓牛种器具、耕作雇募皆出于官，而官亦尽收其田之入也；一佃种，谓民愿垦而无力，其牛种器具仰给于官，待纳稼之时官十而取四也；一民种，佃之有力者自认开垦若干，迨开荒熟，较数岁之中以为常，十一而取是也；一军种，即令海防营军种葛沽之田，人耕四亩，收二石，缘有行月粮，故收租重也；一屯种，祖宗卫军有屯田，或五十亩或百亩，军为屯种者，岁入十七于官，即以所入为官军岁支之用，国初兵农之善制也”。太常少卿董应举，也于同年上奏朝廷：“臣近到天津，历何家圈、白塘口、双港、辛庄、羊码头、大人庄、咸水沽、泥沽、葛沽，见汪应蛟往日开河旧迹犹存，可作水田甚多，荒废不久，开之甚易……”结果，董应举获准经理天津至山海关屯务。他将流民在各地安排屯垦，在津以买民田12万余亩，合闲田18万亩，仿效汪应蛟之法，在津南地区围田种稻，所获“积谷无算”，屯利益兴。
其间，直隶巡按兼提督学政左光斗，委托河间府水利通判卢观象，在天津试办“屯学”，既可为国增谷，又为屯士开功名之路。“屯童入学给以武生衣巾，授之水田百亩，使自耕之，每亩收租稻一石，专设秀才名额，中秀才后，继续留在屯学，等待考举人、进士”，结果“人争如流水”。成果喜人，“昨岁六百亩，今为四千亩，向之一望青草，今为满目黄云，鸡犬相闻，鱼蟹举网，风景依稀，绝似江南”。
