在明朝的农业盛世中，徐光启与利玛窦并肩作战，他们对天津小站稻的种植产生了深远影响。清代之前，津南地区的屯田种稻为这项工作奠定了基础。早在宋、辽对峙时期，何承矩就提出了在“缘边”（今津南一带）屯田种稻的计划，这个计划得到了宋太宗的赞同，并由何承矩负责实施。在元代，一直到直沽沿海口一带继续进行屯田。
到了明代，屯田得到了更大发展。在永乐二年（1404年），明成祖朱棣派遣功臣亲兵和大量移民开垦土地，在弘治元年（1488年），丘浚提出华北滨海平原可广行水利，使斥卤而为良田。万历二十五年春季，由于户部奏请天津巡抚万世德开垦荒地，对沿海荒废地段进行招垦，并向军民提供印照，让他们自己努力开垦，从而成熟后方允许收税。此举极大地促进了当地农耕活动。
汪应蛟任天津海防巡抚期间，他注意到葛沽、白塘口等处荒废之土，因其说是“斥卤不可耕”，因此认为只要有水利，就能改善土壤质量。他在万历二十八年的夏季，在白塘口和葛沽两处组织民众实行军垦民种5000余亩，其中包括2000亩水田，每亩最高产量达到四五石。此后陆续开发了更多区域。
这些措施采用的是江南围田耕作法，用以命名的人称“十字围”。这种围绀格局是：一面紧邻河岸，三面开放渠道，与河水相通；深度和宽度各为一丈五尺；四面筑起堤坝防止洪涝；堤坝高度七尺，而中间设有沟渠分割干净整齐。此外，还有一定的排涝降低地下水位减轻土壤盐分利用潮汐灌溉排出尾水，使土壤盐碱性下降。这套方法适用于低洼且地表水丰富的地方，如华长卿诗《十字围》所描述：“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。”
随着时间推移，小站稻技术被进一步完善，最终成为新中国成立后的重要经验之一，不仅提高了粮食生产，还改善了土地质量，为多样化农业生态创造条件。而徐光启作为杰出的科学家，在修编历书期间因不满朝臣，被迫隐居至天津。他先后四次参与屯田研究，并将其心得总结于《农政全书》中。在他的指导下，将江南优良稻种引入本地，并采用江南式围绀，以防止洪涝，同时利用潮汐灌溉，这些措施极大提升了产量并解决了一系列问题。
此外，他还研究如何处理盐碱性高的地皮，以及因地方施肥对于增强土地肥力至关重要。他分析，当地方近海重碱初时不宜播植，因为洗去盐分不足。但最终他成功完成了一场试验，将来自南方优良品种引入北方，为未来的农业发展奠定基础。当后金侵犯辽东，大批难民涌入京城时，再次掀起一个新的屯田热潮。张慎言提议将天津、静海及兴济之间的一望无际沃野转变为美好的耕作场所，而卢观象则成功开拓三千余亩荒芜之地，并通过有效管理使其变得繁荣昌盛。这不仅给国家增加收入，也成为了士兵们争取功名途径的一个窗口。一时间，“人争如流水”，六百亩扩展到4000多亩，其景色从青草覆盖变成了黄色的金色麦浪，如同江南风光一般美丽动人。
