Faits:
A. A.a X._, né en 1962, et A._, née B._ en 1966, se sont mariés le 9 juillet 1993. Deux enfants sont issus de leur union, C._, né en 1998, et D._, né en 2001.
Les parties sont en instance de divorce depuis le 4 juillet 2005.
A.b La contribution due par X._ à l'entretien des siens a fait l'objet de multiples décisions contre lesquelles ont été interjetés différents appels.
Par ordonnance de mesures provisionnelles du 30 mars 2009, le Président du Tribunal civil de l'arrondissement de La Côte a astreint l'époux à contribuer, dès le 1er décembre 2008, à l'entretien de ses enfants par le versement d'une pension de 3'000 fr. par mois.
A.c Statuant sur appel de l'épouse, qui concluait à ce que la contribution d'entretien en faveur de la famille soit maintenue à 4'500 fr. par mois, le Tribunal civil de l'arrondissement de La Côte a modifié cette ordonnance en ce sens que la contribution due par l'époux pour l'entretien de ses enfants est fixée à 3'800 fr. [recte: 3'600 fr.] par mois, à savoir 1'800 fr. par enfant.
B. L'époux interjette le 30 septembre 2009 un recours en matière civile et, à titre subsidiaire, un recours constitutionnel au Tribunal fédéral contre cet arrêt, concluant à sa réforme en ce sens que l'ordonnance de mesures provisionnelles du 30 mars 2009 est confirmée; subsidiairement, il conclut à l'annulation de l'arrêt et au renvoi de la cause à l'autorité précédente pour nouvelle décision. Il se plaint d'arbitraire (art. 9 Cst.) dans l'application du droit fédéral.
L'intimée n'a pas été invitée à se déterminer.

Considérant en droit:
1. 1.1 Le recours est dirigé en temps utile (<ref-law>) contre une décision rendue en matière civile (<ref-law>) qui met fin à la procédure de mesures provisionnelles (<ref-law>; <ref-ruling> consid. 2.2 p. 431/432 et la jurisprudence citée). Comme seule est en cause la contribution à l'entretien des enfants, on se trouve en présence d'une contestation de nature pécuniaire. Eu égard à la durée incertaine des mesures provisoires, la valeur litigieuse atteint 30'000 fr. (art. 51 al. 1 let. a et al. 4 et 74 al. 1 let. b LTF). Partant, la voie du recours en matière civile est en principe ouverte et le recours constitutionnel est irrecevable (<ref-law>).
1.2 Selon l'<ref-law>, le recours n'est recevable qu'à l'encontre des décisions prises en dernière instance cantonale, ce qui signifie que le recourant doit avoir épuisé toutes les voies de droit cantonales, ordinaires ou extraordinaires, pour les griefs qu'il entend soulever devant le Tribunal fédéral (Message du 28 février 2001 concernant la révision totale de l'organisation judiciaire fédérale, in FF 2001 p. 4000 ss, p. 4115 ch. 4.1.3.2; cf. pour l'ancien art. 86 al. 1 OJ: <ref-ruling> consid. 1a p. 258; <ref-ruling> consid. 2b p. 422; <ref-ruling> consid. 2 et les arrêts cités). Dans le canton de Vaud, l'arrêt sur appel en matière de mesures provisionnelles peut faire l'objet d'un recours en nullité au Tribunal cantonal pour les motifs prévus par l'<ref-law>/VD, à savoir pour déni de justice formel, ainsi que pour arbitraire dans l'appréciation des preuves (<ref-ruling> consid. 1b p. 259). En tant qu'il est interjeté, non pour ces motifs, mais pour arbitraire dans l'application du droit civil fédéral, le recours est recevable.
1.3 S'agissant d'une décision rendue en matière de mesures provisionnelles, le recours ne peut être formé que pour violation des droits constitutionnels (<ref-law>). Le Tribunal fédéral n'examine de tels griefs que s'ils ont été invoqués et motivés (<ref-law>), c'est-à-dire expressément soulevés et exposés de façon claire et détaillée (principe d'allégation; <ref-ruling> consid. 1.4 p. 287). Il n'entre pas en matière sur les critiques de nature appellatoire (<ref-ruling> consid. 3. p. 399/400). Le recourant qui se plaint d'arbitraire ne saurait, dès lors, se borner à critiquer la décision attaquée comme il le ferait en instance d'appel, où l'autorité de recours jouit d'une libre cognition; il ne peut, en particulier, se contenter d'opposer sa thèse à celle de l'autorité cantonale, mais doit démontrer, par une argumentation précise, que cette décision est manifestement insoutenable (<ref-ruling> consid. 3 p. 352).
1.4 Saisi d'un recours en matière civile au sens de l'<ref-law>, le Tribunal fédéral dispose d'un pouvoir d'examen limité, de sorte qu'il ne peut procéder à une substitution de motifs que pour autant que la nouvelle motivation n'ait pas expressément été réfutée par l'autorité cantonale et qu'elle résiste, à son tour, au grief de violation des droits constitutionnels (<ref-ruling> consid. 4c/aa p. 8; <ref-ruling> consid. 3c/bb p. 354).
1.5 Le recourant relève que le dispositif de l'arrêt attaqué fixe à 3'800 fr. par mois la contribution due à l'entretien de ses fils, au lieu de 3'600 fr. par mois, à savoir 1'800 fr. par enfant comme retenu dans la motivation. Il ne soulève toutefois aucun grief à cet égard et affirme lui-même qu'il s'agit d'une erreur manifeste, qu'il n'appartient pas au Tribunal fédéral de corriger formellement.
2. Le recourant se plaint d'arbitraire dans l'application des art. 176 al. 3, 276 et 285 al. 1 CC. Il fait grief à l'autorité précédente d'avoir modifié la contribution due pour l'entretien des enfants alors que l'intimée, dans son appel contre le prononcé de mesures provisionnelles, critiquait uniquement le principe de la suppression de la pension en sa faveur, sans remettre en question la façon dont le premier juge avait apprécié les besoins des enfants et la capacité contributive de chacun des époux. Le juge des mesures provisionnelles a arrêté à 4'200 fr. par mois le montant nécessaire à l'entretien des enfants et rappelé que ces frais devaient être assumés aussi bien par le père que par la mère en proportion de leur capacité financière, pour fixer à 3'000 fr. par mois la contribution du père. Selon le recourant, rien ne justifiait de modifier d'office une décision fondée sur la prise en compte des besoins des enfants et des capacités effectives des parents, comme le prescrit le droit civil, pour y préférer un jugement répondant au sentiment d'équité inspiré par une comparaison des minima vitaux. Ce faisant, l'autorité précédente aurait arbitrairement appliqué le droit fédéral, la solution retenue étant également arbitraire dans son résultat, puisque la contribution allouée dépasserait les besoins effectifs des enfants, au vu de la capacité contributive de l'intimée.
3. 3.1 La maxime d'office s'applique de manière générale pour toutes les questions relatives aux enfants: le juge ordonne les mesures nécessaires sans être lié par les conclusions des parties et même en l'absence de conclusions (<ref-ruling>11 consid. 3.1 p. 412 et les références). Elle s'applique également sans limitation en instance de recours cantonale et fédérale. L'interdiction de la reformatio in pejus ne s'applique pas dans les domaines régis par la maxime d'office (<ref-ruling> consid. 2.1.1. p. 420; SUTTER-SOMM, Zivilprozessrecht, Zurich 2007, n. 975).
3.2 Il résulte de l'arrêt attaqué que l'épouse, qui concluait au versement d'une pension en sa faveur également, n'a pas critiqué la contribution de 3'000 fr. par mois mise à la charge du recourant pour l'entretien de ses enfants. Les juges précédents ont néanmoins estimé qu'ils pouvaient, en vertu de la maxime d'office, statuer à nouveau sur cette question sans être limités par les moyens et les conclusions des parties.
En considérant qu'ils avaient la faculté de revoir d'office la question de la contribution d'entretien en faveur des enfants, et ce même si l'appel dont ils étaient saisis ne remettait en cause que la contribution à l'entretien de l'épouse, les juges précédents n'ont pas appliqué arbitrairement la maxime d'office et la jurisprudence y relative.
4. 4.1 Le tribunal d'arrondissement, qui indique dans son arrêt reprendre intégralement les chiffres retenus par le premier juge, estime que, compte tenu de ceux-ci, une pension mensuelle de 3'000 fr. pour les deux enfants du couple paraît un peu inférieure aux besoins des enfants ainsi qu'aux ressources des parents. Le père déclare réaliser un salaire mensuel net de 16'000 fr. en travaillant à 80% et ses charges mensuelles incompressibles s'élèvent à 10'300 fr. Quant à la mère, son revenu s'élève à 7'600 fr. pour une activité exercée à 50%; elle doit assumer mensuellement des charges incompressibles de 8'861 fr. Dans ces conditions, l'autorité cantonale a jugé équitable de fixer à 1'800 fr. par enfant la pension due par le père pour l'entretien de ses fils.
4.2 Ce faisant, les juges précédents paraissent avoir omis que le juge des mesures provisionnelles n'a pas arrêté à 3'000 fr. le montant nécessaire pour couvrir les besoins des enfants, mais a considéré, sur la base des Recommandations pour la fixation des contributions d'entretien des enfants éditées par l'Office de la jeunesse du canton de Zurich (Empfehlungen zur Bemessung von Unterhaltsbeiträgen für Kinder, 2e éd. 2007; www.lotse.zh.ch; cf. BREITSCHMID, Basler Kommentar, Zivilgesetzbuch I, 3e éd. 2006-2007, n. 6 ad <ref-law>), que les frais d'entretien des enfants s'élèvent à 4'200 fr. par mois (à savoir 1'700 fr. par enfant âgé entre 7 et 12 ans, plus 800 fr. de frais de garde); le père ayant un revenu nettement plus élevé que la mère, le premier juge a estimé légitime qu'il contribue financièrement à l'entretien de ses enfants de manière plus importante et fixé, dans ces conditions, la contribution à sa charge à 3'000 fr. par mois.
4.3 En vertu de l'<ref-law>, applicable par renvoi de l'<ref-law>, la contribution d'entretien doit correspondre aux besoins de l'enfant ainsi qu'à la situation et aux ressources des père et mère; il est tenu compte de la fortune et des revenus de l'enfant, ainsi que de la participation de celui des parents qui n'a pas la garde de l'enfant à la prise en charge de ce dernier. Ces différents critères doivent être pris en considération; ils exercent une influence réciproque les uns sur les autres. Ainsi, les besoins de l'enfant doivent être examinés en relation avec les trois autres éléments évoqués et la contribution d'entretien doit toujours être dans un rapport raisonnable avec le niveau de vie et la capacité contributive du débirentier (<ref-ruling> consid. 3a p. 112). Celui des parents dont la capacité financière est supérieure est par ailleurs tenu, suivant les circonstances, de subvenir à l'entier du besoin en argent si l'autre remplit son obligation à l'égard de l'enfant essentiellement en nature (<ref-ruling> consid. 3a/cc p. 289/290).
4.4 En l'espèce, l'autorité cantonale a refusé toute contribution à l'entretien de l'épouse, pour le motif qu'elle était à même de s'assumer pleinement elle-même. Le tribunal retient à cet égard que le salaire de l'épouse s'élève à 7'600 fr. par mois, pour une activité lucrative exercée à 50%; ses charges mensuelles incompressibles se montent à 8'861 fr.; les revenus du recourant s'élèvent à 16'000 fr. par mois et ses charges incompressibles à 10'300 fr. Les parties ne critiquent pas ses chiffres. Dans ces circonstances, le recourant peut être tenu, conformément à la jurisprudence rappelée ci-dessus, d'assumer une part plus grande de la charge des enfants. Le montant de 1'800 fr. par enfant, à savoir 3'600 fr. au total, au regard de la somme de 4'200 fr. nécessaire à couvrir les besoins des fils du couple - qui n'est contestée par aucune des parties -, n'apparaît pas arbitraire en l'espèce, considérant que la cour cantonale a supprimé la pension en faveur de l'intimée, dont le budget est déficitaire. La contribution d'entretien fixée par les juges précédents peut par conséquent être confirmée par le biais d'une substitution de motifs (cf. supra, consid. 1.3).
5. Vu ce qui précède, le recours est rejeté. Le recourant, qui succombe, supportera les frais judiciaires (<ref-law>). Il n'y a pas lieu d'allouer des dépens à l'intimée, qui n'a pas été invitée à se déterminer (<ref-law>).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours en matière civile est rejeté.
2. Le recours constitutionnel est irrecevable.
3. Les frais judiciaires, arrêtés à 2'500 fr., sont mis à la charge du recourant.
4. Le présent arrêt est communiqué aux parties et au Tribunal civil de l'arrondissement de La Côte.
Lausanne, le 18 janvier 2010
Au nom de la IIe Cour de droit civil
du Tribunal fédéral suisse
La Présidente: La Greffière:
Hohl Aguet