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，大批移民被派到津南开荒种稻。在万历二十五年春，一项天津开垦事宜得到户部的奏报：由于天津沿海地带水质淡化，可适合栽培嘉禾，因此设法招垦，并将荒废的地界扩展至静海、永平等处。世人皆知此举，对当地军民有利，使他们成为自食其力的农夫。
汪应蛟任天津海防巡抚后，他见到葛沽和白塘口等地多次被淤泥覆盖，不仅认为这些土地不可耕作。他主张利用良好的水资源进行耕作，在白塘口和葛沽两处共招募民众进行军垦民植5000余亩，其中2000亩是水田，每亩最高收获四五石。此后，这些区域陆续开发出更多土地。
所采用的围田方法，以“求、仁、诚、足、愚、食、力、古、所、高贵”10个字命名，被称为“十字围”。这种围堰布局是一面紧靠河岸，一面三面开渠，与河水相通；深广各一丈五尺；四面筑堤防止洪涝；高厚各七尺。而中间沟渠设计精细，“条分缕析”，均建于海河右岸。这套系统极大地提高了排涝效率，同时降低地下水位减轻土壤盐分，还利用日夜潮汐灌溉与排放尾水，从而改善土壤条件。
徐光启作为杰出的科学家，在修撰《历书》过程中，因遭朝臣反对，他逃往天津。在那里他不仅关注农业发展，也致力于改造盐碱土。他分析，当地方区重碱初期不宜用以栽培稻，因为洗去盐分不足。最终，他成功完成了从南方引入新型粮食到北方的一系列工作，并且总结了一些因地制宜施肥的重要性。此外，他还提出了倒茬轮作制度，即棉花与糜子交替播植，这既节约了用水，又能够保持土壤肥沃并控制病虫害。
随着战乱不断，小站稻得到了进一步发展。在天启初年，由于百万难民流入京城及辽东战场，加上进京门户以及通往辽东要道的地理位置，使得再一次出现了大量空闲可供开垦的土地。因此，再次出现了屯田热潮。当时，有人提出了5种不同的开垦方式：官助種（由官府提供牛種器具雇募劳动者），佃種（依赖政府提供牛種器具和工具），私人開墾（由个人或家庭自行投资）、軍種（由士兵自己耕種）以及聚族為業（祖宗卫军成员合作開墾）。通过这些措施，不仅促进了农业生产，也为士兵们创造了一条仕途之路。
