在清代之前，津南地区的小站稻种植已有其基础。早在宋、辽对峙时期，何承矩提出了在“缘边”（今津南一带）屯田种稻的想法，这一理念得到了宋太宗的赞同，并由何承矩亲自实施。元代，也有人继续沿海口一带屯种。
到了明代，屯田得到更大发展。在永乐二年（1404年），成祖朱棣派功臣亲兵和大量移民到津南开荒种稻。而弘治元年（1488年），丘浚提出华北滨海平原皆可广行水利，将斥卤土化为良田。万历二十五年（1597）春，户部奏请天津巡抚万世德关于开垦天津沿海一带土地的事宜，其中包括将环海荒地进行招垦，让军民人等各自备工本尽力开种，并给予印照，以便后来收税。
随后汪应蛟任天津海防巡抚，在万历二十八年的白塘口和葛沽两处实行军垦民种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。
当时采用的是江南围田耕作办法，用“求、仁、诚、足、愚、食、力、古、所、贵”10个字命名，即“十字围”。这类围田的格局是“一面滨河，三面开渠，与河水通”，深度宽度均为1.5丈，四面筑堤以防水涝，有中间沟渠之制，“条分缕析”。
此方法适用于低洼及地表水丰沛地区植稻。清代诗人华长卿有《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。”
徐光启因修历书，被朝臣不满，他于万历四十一至天启元年期间先后四次屯田，对开垦工作心得总结于《农政全书》中。他初到津南发现大面积荒废他指出：“近岸可作岸备涝车水备旱者也，一半在内地，可作麦秫亦可，但要筑岸备水耳。”他购置20顷荒 田引入优良稻種，並採用圍界之法防止洪涝，同时利用潮汐灌溉。他还试验了不同方式，如使用粪料和麻糁作为肥料，以及改善土壤结构，使其更加肥沃。
徐光启不仅关注农业技术，还研究改造盐碱土，他分析近海重碱之地初开时不宜立即种植，因为洗去碱性不足，最终成功完成了从江南迁往北方的大规模农业转移项目。
随着战乱不断增加，大量难民向京师流入，而这些难民被安排在京郊进行农耕，他们通过学习新式农艺，如调配养分，使得产量大增。这场运动极大促进了农业生产力的提高，为国家提供了更多粮食资源。此外，此举还帮助许多士绅获得荣誉并提升社会经济水平。
